KR0131587B1 - 재고정 가능한 기계적 체결 시스템 및 그 제조방법 - Google Patents

재고정 가능한 기계적 체결 시스템 및 그 제조방법

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KR0131587B1
KR0131587B1 KR1019900001075A KR900001075A KR0131587B1 KR 0131587 B1 KR0131587 B1 KR 0131587B1 KR 1019900001075 A KR1019900001075 A KR 1019900001075A KR 900001075 A KR900001075 A KR 900001075A KR 0131587 B1 KR0131587 B1 KR 0131587B1
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알버트 토마스 데니스
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리챠드 찰스위트
더 프록터 앤드 갬블 캄파니
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Abstract

내용 없음.

Description

재고정 가능한 기계적 체결 시스템 및 그 제조방법
제1도는 결합수단이 거의 동일한 방향으로 배향된 본 발명의 체결 시스템에 대한 사시도.
제2도는 제1도에 도시한 체결 시스템의 프롱중 하나에 대한 측면도.
제3도는 대략 반구형의 결합수단을 가지는 제 2 실시예에 대한 측면도.
제4도는 본 발명의 체결 시스템을 제조하는데에 사용할 수 있는 장치에 대한 개략 측면도.
제5도는 결합수단이 거의 무작위한 방향으로 배향된 본 발명의 체결 시스템에 대한 사시도.
제6도는 본 발명의 체결 시스템을 채용한 일회용 흡수제품에 대한 사시도로서, 상면시이트 및 코어의 일부를 절결해서 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
20 : 체결 시스템 22 : 프롱(prong)
24 : 기재 26 : 베이스
28 : 생크 30 : 결합수단
본 발명은 재고정가능한 기계적 체결 시스템에 관한 것으로, 특히 자유로이 성형된 프롱을 가지는 체결 시스템 및 이러한 체결 시스템의 제조방법에 관한 것이다.
재고정가능한 기계적 체결 시스템은 본 기술분야에 잘 알려져 있다. 일반적으로, 이러한 체결 시스템은 2개의 주요 구성요소, 즉 기재에 부착되는 프롱과, 이 프롱이 계합하게 되는 상보형의 제2요소, 즉 수용표면을 구비하고 있다. 체결 시스템을 구성하는 프롱의 돌출부는 수용표면을 관통하여 당해 수용표면상의 스트랜드 또는 섬유와 계합하거나 그것을 잡고 있게 된다. 이에 따른 기계적 간섭 및 물리적 장애로 인하여, 체결 시스템은 그것의 박리강도 또는 전단 강도중 어느 하나를 초과하는 분리력이 가해지지 않는 이상 수용표면으로부터 분리되지 않는다.
최근 들어, 재고정가능한 기계적 체결 시스템은 적어도 2가지의 일반적인 방법으로 제조하고 있다. 이중 한 가지 방법은 복수개의 필라멘트를 필요로 하며, 각각의 필라멘트는 2개의 프롱으로 성형된다. 이 방법으로 제조한 체결 시스템의 예로는, 1955년 9월 13일자로 데 메스테랄에게 허여된 미합중국 특허 제2,717,437호 및 1976년 3월 16일자로 데 브라반다르에게 허여된 미합중국 특허 제3,943,981호를 들 수 있다. 상기 특허는 기립된 루우프에 관하여 개시하고 있다. 관련 기술의 예로는, 1980년 8월 5일자로 샴스등에게 허여된 미합중국 특허 제4,216,257호, 1984년 6월 12일자로 월맨에게 허여된 미합중국 특허 제4,454,183호 및 1984년 8월 7일자로 마쯔다에게 허여된 미합중국 특허 제4,463,486호를 들 수 있다. 이들 인용예에서는 중합체로 된 모노필라멘트의 단부를 가열하는 것에 관하여 개시하고 있다. 상기 제 1 의 방법으로 제조된 체결 시스템의 다른 예로는, 1981년 12월 29일자로 오찌아이에게 허여된 미합중국 특허 제4,307,493호 및 1982년 5월 25일자로 오찌아이에게 허여된 미합중국 특허 제4,330,907호에 개시된 것이 있다.
기계적 체결 시스템의 제조에 흔히 이용되는 제 2 의 일반적 방법은, 1964년 9월 8일자로 에르브에게 허여된 미합중국 특허 제3,147,528호 및 1971년 7월 27일자로 에르브에게 허여된 미합중국 특허 제3,594,863호에 예시된 바와 같이 체결 시스템을 주조 또는 압출하는 것이다. 1971년 7월 27일자로 에르브에게 허여된 미합중국 특허 제3,594,865호에는 연속사출성형 방법이 개시되어 있다.
종래기술의 문헌에는 여러 가지의 프롱구조가 설명되어 있다. 예를들면, 위에서 언급한 인용예들은 대체로 일정한 단면의 스템을 가지는 체결 시스템을 예시하고 있다. 1973년 1월 9일자로 리비크 등에게 허여된 미합중국 특허 제3,708,833호에서는, 기단으로부터 말단부를 향해 약간 테이퍼지게, 기재에서 수직방향으로 돌출된 프롱에 관하여 개시하고 있다.
더 프록터 앤드 갬블 캄파니가 스크립스의 명의로 출원한 1988년 1월 26일자 유럽 특허출원 제0,276,970호에서는 베이스에 대하여 약 30°내지 약 90°의 각도로 배향된 일정 단면의 스템을 가지는 체결 시스템에 관하여 개시하고 있다.
이러한 종래의 기술이 자유로이 성형된 프롱을 제조하는 방법에 관하여 개시하고 있지는 않다. 또한, 상술한 종래기술은, 프롱이 기재에 대하여 수직하지 않은 방향으로 배향되고 테이퍼진 측면을 가지도록 된 기계적 체결 시스템의 구조에 관하여는 개시하고 있지 않다.
본 발명의 목적은 그라비어 인쇄법(gravure printing)과 유사한 제조방법에 의해 제조되는 자유로이 성형된 기계적 체결 시스템을 제공하는데에 있다. 본 발명의 다른 목적은 기재로부터 수직하지 않은 방향으로 돌출되는 테이퍼진 프롱을 가지는 기계적 체결 시스템을 제공하는데에 있다.
본 발명은 상보형 수용표면에 부착되는 체결 시스템을 포함한다. 이 체결 시스템은 기계와 적어도 하나의 자유로이 성형된 프롱을 가지며, 이 프롱은 베이스 생크 및 결합수단을 포함한다. 프롱의 베이스는 기재에 연결되어 있으며, 생크는 베이스와 이어진 것으로, 당해 베이스로 부터 바깥쪽으로 돌출된다. 결합수단은 생크에 연결됨과 아울러 당해 생크의 주연부를 지나 횡방향으로 돌출된다. 생크는 기재의 평면에 대하여 수직하지 않은 방향으로 배향된다. 또한, 생크는 전연각도와 후연각도를 각각 규정하는 전연 및 후연을 가진다. 전연각도와 후연각도는 서로 다르므로 생크의 양면은 평행하지 않다.
상기 체결 시스템은, 열감응성 재료를, 그것의 점도가 가공할 수 있을 정도로 감소되도록, 바람직하게는 적어도 그것의 용융점까지 가열하는 단계를 포함하는 방법에 의해서 제조할 수 있다. 이 방법에 있어서는 이산된 양의 가열재료를 낙하시키기 위한 수단이 제공된다. 가열재료가 부착되는 기재는 가열재료 낙하수단에 대하여 제 1 의 방향으로 반송된다. 가열재료는 반송중인 기재상에 이산된 양으로 낙하된다. 이어서, 이상된 양의 낙하된 재료는 기재의 평면에 대하여 대체로 평행한 성분을 가지는 방향으로 연신되고, 이 연신된 재료는 말단 및 결합수단을 형성하도록 절단된다.
본 발명의 방법에 의해 제조된 체결 시스템은 기저귀 등과 같은 일회용 흡수제품으로 사용하는 것이 적합하지만, 이것에만 한정되는 것은 아니다. 이하에서는 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.
본 명세서는 본 발명을 특정해서 지적하고 구별되게 청구하는 특허청구의 범위로 종지되지만, 도면과 관련된 다음의 설명을 참조하면 본 발명을 더 잘 이해할 수 있을 것이다. 도면에 있어서, 동일한 요소에 대하여는 동일한 참조번호를 부여하였으며, 관련성이 있는 요소에 대하여는 하나 또는 그 이상의 프라임 기호를 붙이거나 100을 더한 숫자로 나타내었다.
본 발명의 체결 시스템(20)은 적어도 하나의 프롱, 바람직하게는 일련의 프롱(22)를 포함하고, 이 프롱은 제1도에 도시한 바와 같이 기재(24)상에 소정의 패턴으로 결합된다. 상기 프롱(22)은 베이스(26), 생크(28) 및 결합수단(30)을 가진다. 프롱(22)의 베이스(26)는 기재(24)에 접촉·고착되어 생크(28)의 기단을 지지한다. 생크(28)는 기재(24) 및 베이스(26)로부터 바깥쪽으로 돌출된다. 생크(28)는 말단에서 종단되고, 이 말단에는 결합수단(30)이 연결된다. 결합수단(30)은 생크(28)로부터 하나 또는 그 이상의 방향으로 반경방향 횡방향으로 연장되는 것으로, 후크형의 빗살 모양을 취한다. 본 명세서에 있어서, 횡방향이라는 용어는 특정한 프롱(22)에 있어서 기재(24)의 평면에 대체로 평행한 벡터성분을 가지는 것을 의미한다. 결합수단(30)을 생크(28)의 주연부로부터 횡방향으로 연장시키면, 상보형의 수용표면(도시하지 않음)에 당해 결합수단(30)을 고착시킬 수 있게 된다. 결합수단(30)은 프롱(22)의 말단에 연결되며 바람직하게는 이어진다. 이러한 결합수단(30)은 베이스(26)와 생크(28)의 말단 사이의 위치에서 프롱(22)에 연결된다.
일련의 프롱(22)은 적절한 방법, 예를들면 후에 설명하는 바와 같이 자유로이 성형된 프롱(22)을 성형하는 방법에 의해 제조할 수 있다. 본 명세서에 있어서, 자유로이 성형된다라는 말은 성형틀이나 압출다이를 이용해서 고체형상 또는 규정된 형상으로 제조한 구조체가 아니라는 의미이다. 프롱(22)은 불연속성 기재(24)상에 용융상태 바람직하게는 액체상태로 낙하되어 냉각에 의해 고형화된 다음, 강성화, 바람직하게는 동결될 때까지 냉각되어 후술하는 바와 같은 소정의 구조 및 형상으로 된다.
자유로이 성형된 이 일련의 프롱(22)은 흔히 그라비어 인쇄법으로 알려진 방법과 유사한 제조 방법으로 제조하는 것이 바람직하다. 이 방법을 이용하여, 대향면을 가지는 기재(24)가 제4도에 도시된 바와 같이 2개의 대체로 원통형상의 롤, 즉 프린트 롤(72)과 백킹롤(74)의 닙(70) 사이를 통과한다. 상기 각각의 롤(72)(74)은 대략 평행한 중심선을 가지며, 닙(70)사이를 통과하는 기재(24)와 접촉 상태를 유지한다. 롤중 하나, 즉 프린트 롤(72)은 끝이 막힌 일련의 캐비티, 다시 말해서 셀(76)을 가지며, 이 셀은 기재(24)상에 낙하시키고자 하는 프롱(22)의 소망하는 피턴에 대응한다. 제 2 의 롤, 즉 백킹롤(74)은 상기 프린트 롤(72)을 향해 부세력을 작용하여 닙(70)을 통과하는 기재(24)를 프린트 롤(72) 쪽으로 가압한다. 프롱(22)을 성형하기 위한 액상의 열감응성 재료, 바람직하게는 열가소성 재료가 홈통(80)등과 같은 가열된 공급원으로부터 공급된다. 이 열감응성 재료는 프린트 롤(72)이 그 축을 중심으로 회전함에 따라 셀(76)의 내부에 채워진다. 셀(76)은 열감응성 재료를 기재(24)의 표면상으로 운반하여 당해 표면에 소망하는 패턴으로 낙하시킨다.
기재(24)와 롤(72)(74)간의 상대적인 운동이 계속됨에 따라 프롱(22)은 기재(24)의 평면과 대체로 평행한 횡방향 성분으로 연신되어 생크(28) 및 결합수단(30)을 형성한다. 마지막으로, 절단수단(78)을 이용해서 프롱(22)의 모일(moil)을 결합수단(30)으로부터 잘라낸다. 열가소성 재료의 점탄성으로 인하여, 프롱(22)은 중력 작용과 냉각시 발생하는 수축작용에 의해 오므라들게 된다. 이어서, 프롱(22)은 냉각, 바람직하게는 동결되어서, 생크(28)에 이어진 결합수단(30)을 가지는 고형 구조체로 된다.
상술한 체결 시스템(20)은 상보형의 수용표면에 고착된다. 본 명세서에 있어서, 체결 시스템(20)의 결합수단(30)이 고착되는 수용표면이라는 용어는, 결합수단(30)에 상응하는 조밀한 개구를 가지며 하나 또는 그 이상의 스트랜드나 섬유로 규정된 노출면을 가지는 평면 또는 표면을 말한다. 이와 달리, 노출면을 국부적인 탄성변형을 일으킬 수 있는 것으로 하여, 상기 결합수단(30)이 계지된 후에 외부의 간섭이 없이는 빠져나오지 못하도록 하는 것도 가능하다. 상술한 개구 또는 국부적 탄성변형을 이용하면 결합수단(30)을 수용표면의 평면내로 진입시킬 수 있고, 개구 또는 변형 영역 사이에 위치한 수용표면의 스트랜드 또는 미변형물질은, 사용자가 희망하는 경우나 체결 시스템(20)의 박리 강도 또는 전단강도를 초과하는 힘이 가해지지 않는 이상 체결 시스템(20)이 이탈되는 것을 방지한다. 수용표면의 평면은 평탄면일 수도 있고 곡면일 수도 있다.
스트랜드 또는 섬유를 가진 수용표면이 상보형이라 함은, 스트랜드 또는 섬유 사이의 개구가 적어도 하나의 결합수단(30)을 수용표면의 평면내로 침입시킬 수 있는 크기로 되어 있고 스트랜드가 결합수단에 의해 계지될 수 있는 크기로 되어 있는 경우를 말한다. 국부적으로 변형될 수 있는 수용표면이 상보형이라 함은, 적어도 하나의 결합수단(30)에 의해서 수용표면의 평면에 국부적인 장애가 발생할 수 있는 경우를 말한다. 국부적인 장애가 발생함에 따라 체결 시스템(20)은 수용표면으로부터 이탈되지 않게 된다.
적절한 수용표면의 예로는, 망상 발포재, 편직물, 부직포, 및 미합중국 뉴햄프셔주 맨체스터 소재의 벨크로 유에스에이(Velcro USA)사에서 Velcro 라는 상품명으로 판매하고 있는 루우프 재료 등과 같은 스티치본디드 접착 루우프 재료를 들 수 있다. 특히 적합한 수용표면의 예로는 미합중국 사우스 캐롤라이나주 스파르탄버그 소재의 밀리켄캄파니에서 판매하는 시티치본디드 직물 Number 970026을 들 수 있다.
다시 제2도를 참조하여 체결 시스템(20)의 구성 요소를 보다 상세히 설명하면, 체결 시스템(20)의 기재(24)는, 체결 시스템(20) 각각의 프롱(22) 사이에서 균열이나 절리현상이 발생하지 않을 정도로 충분히 견고해야 하고, 프롱(22)이 용이하게 접착될 수 있는 표면을 가져야 하며, 사용자의 희망에 따라 제품에 부착시킬 수 있는 것이어야 한다. 본 명세서에 있어서, 부착이라는 용어는, 제1의 부재 또는 요소가 제 2 의 부재 또는 요소에 직접 고착되는 경우, 또는 제 1 의 부재 또는 요소가 중간부재 또는 요소를 개재하여 제 2 의 부재 또는 요소에 간접적으로 고착되는 경우를 말한다. 제 1 의 요소 또는 부재와 제 2 의 요소 또는 부재간의 부착성은 제품의 수명기간 동안 유지되어야 한다. 기재라 함은 하나 또는 그 이상의 프롱(22)이 부착되는 노출면을 말한다.
기재(24)는 통상의 제조방법에 이용될 수 있도록 롤화할 수 있는 것이어야 하고, 소망하는 형상으로 절곡될 수 있도록 가요성을 가져야 하며, 그 표면에 낙하되는 액상 프롱(22)의 열에 견딜 수 있어야 하고, 프롱(22)이 동결될 때까지 용융되거나 악영향을 받는 일이 없어야 한다. 또한, 기재(24)는 다양한 폭을 가져야 한다. 적절한 기재(24)의 예로는, 편직물, 직물, 부직포, 고무, 비닐, 필름, 특히 폴리올레핀 필름 및 바람직하게는 크라프트지를 들 수 있다. 기본중량이 0.08Kg/cm2(50 lb/3000 ft2)인 백색 크라프트지가 적합한 것으로 판명되었다.
베이스(26)는 프롱(22)를 구성하는 대체로 평탄한 부분으로서, 기재(24)에 부착됨과 아울러 프롱의 생크(28)의 기단에 접해 있게 된다
본 명세서에 있어서, 베이스라는 용어는 기재(24)와 직접 접촉하여 프롱(22)의 생크(28)를 지지하는 프롱(22)의 일부를 말한다. 베이스(26)와 생크(28)사이의 경계를 명확히 구분할 필요는 없다. 다만, 사용중에 생크(28)가 베이스(26)에서 이탈되거나 베이스(26)가 기재(24)에서 이탈되는 일은 없어야 한다. 베이스(26)의 단면적은 충분한 구조적 안정성을 제공함과 동시에, 프롱(22)의 패턴밀도 및 각 프롱(22)의 생크(28) 길이를 기준으로 한 체결 시스템의 박리강도 및 전단 강도를 충분히 크게할 수 있어야 하며, 또한 기재(24)와의 사이에 충분한 접착이 이루어질 수 있어야 한다. 생크(28)의 길이를 길게 하려면, 베이스(26)의 단면적도 크게 하여 기재(24)와의 접착력을 증대시키고 구조적 안정성을 향상 시켜야 한다.
기재(24)상에 놓여지는 베이스(26)의 풋프린트 형상은 중요한 것이 아니며, 어느 방향으로든지 확대시켜서 구조적 안정성을 향상시킴과 아울러 확대방향에 있어서의 박리강도를 크게 할 수도 있다. 본 명세서에 있어서, 풋프린트라는 용어는, 기재(24)와 접촉하게 되는 베이스(26)의 평면접촉영역을 의미하는 것이다. 풋프린트의 가로변 대 세로변의 비율(종횡비)을 너무 크게 하는 것은 곤란하다. 종횡비가 너무 크면, 풋프린트의 짧은 변에 평행하게 힘이 가해질 경우, 프롱(22)이 불안정한 상태로 된다. 종횡비는 약 1.5:1 미만인 것이 좋으며, 대략 원형의 풋프린트이면 더욱 바람직하다.
본 명세서에 설명된 실시예에 있어서는, 풋프린트의 형상이 대략 원형이고 직경이 약 0.76mm 내지 1.27mm(0.030 내지 0.050in)인 베이스(26)가 적합하다. 특정방향에 있어서 체결 시스템(20)의 박리강도 또는 전단강도를 크게 하려면, 베이스(26)의 단면적을 적절하게 변화 시켜서 그러한 방향에 수직한 축에 대한 박리강도 및 구조적 안정성이 증가되도록 한다. 이와같이 단면적을 변화시키게 되면, 베이스(26)의 단면적 확대방향으로 프롱을 견인할 경우 당해 프롱(22)의 강성이 증가한다.
생크(28)는 베이스(26)와 접해 있으며, 베이스(26) 및 기재(24)로부터 바깥쪽으로 연장된다. 본 명세서에 있어서, 생크라는 용어는, 베이스(26)와 결합수단(30)의 중간에 위치하여 그것에 접해 있는 프롱(22)의 일부를 의미한다. 생크(28)는 결합수단(30)을 기재(24)로부터 종방향으로 이격시킨다. 본 명세서에서 있어서, 종방향이라는 용어는 기재(24)로부터 멀어지는 방향의 벡터성분을 가지는 방향을 의미한다. 이 방향은, 프롱(22)의 베이스(26)에 있어서 기재(24)의 평면에 대한 수직거리가 증가하는 방향이다. 다만, 기재(24)의 평면을 향한 벡터 성분을 가지는 방향이라고 명시된 경우는 다르다.
각 프롱(22)의 생크(28)와 베이스(26)가 접하는 부분에는 기점(36)이 위치한다. 생크(28)의 기점은 베이스(26)의 중심이라고 생각되는 점을 말하며, 일반적으로는 베이스(26)의 풋프린트내에 위치한다. 기점(36)은 프롱(22)을 측면도로 보면 나타난다. 측면도라는 말은 반경방향으로 생크(28) 및 베이스(26)를 향하는 임의의 방향을 지칭하는 것으로, 이 방향은 기재(24)의 평면에도 평행한 방향이다. 후술하는 방법으로 체결 시스템(20)을 제조하는 경우에는, 기점(36)을 결정함에 있어서 프롱(22)이 닙(70)을 통한 기재(24)의 반송방향에 대하여 기계방향 및 횡단 기계방향으로 보이는 것이 바람직하다. 그러나, 이것이 필수적인 것은 아니다.
특정한 측면도에 있어서 베이스(26) 풋프린트의 양단사이의 횡방향 거리를 계산하고, 이 거리를 반으로 나누어서 베이스(26)의 중점을 구한다. 특정 측면도에 대한 베이스의 풋프린트를 양분함에 있어서는, 기재(24)에 베이스를 부착할 때에 발생하는 필렛이나 표면거칠기 등으로 인한 사소한 불연속의 문제는 무시한다. 상기 중점이 생크(28)의 기점(36)으로 된다.
생크(28)는 기재(24)의 평면과 각도 α를 이룬다. 본 명세서에 있어서, 기재의 평면이라는 용어는, 특정 프롱(22)의 베이스(26)에 있어서 기재(24)의 평탄한 평면을 지칭한다. 각도 α는 다음과 같이 구한다. 프롱(22)에 대하여는 그 외형을 관찰한다. 프롱(22)의 외형도라 함은 2개의 특정한 측면도중 하나를 말하는 것으로 다음과 같이 구한다. 횡방향 최대 투영길이(38)를 가지는 방향이 명백하게 나타나는 측면도를 이용해서 프롱(22)을 육안으로 관찰한다. 횡방향 최대 투영길이라 함은, 측면도에 있어서 베이스(26)의 중심, 즉 생크(28)의 기점(36)으로부터, 종방향 및 수직방향으로 기재(24)의 평면을 향해 하방으로 투영시켰을 때 측면도에서 나타나는 횡방향으로 가장 멀리 떨어진 지점에 있는 프롱(22)의 투영길이까지를 기재(24)의 평면에 평행하게 횡방향으로 측정한 거리이다.
본 기술분야에 숙련된 자라면, 횡방향 최대 투영길이(38)는 기점(36)으로부터 생크(28) 또는 결합수단(30)의 외주면까지의 투영길이라는 점을 이해할 수 있을 것이다. 횡방향 최대 투영길이(38)를 극대화하는 프롱(22)의 측면도는 프롱(22)의 외형도라고 할 수 있다. 또한, 본 기술분야에 숙련된 자라면, 후술하는 방법으로 체결 시스템을 제조하는 경우, 횡방향 최대 투영길이(38)는 대략 기계방향으로 배향되고 그 결과 외형도는 대략 횡단기계 방향으로 배향된다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 제2도에 도시한 측면도는 프롱(22)의 외형도중 하나이다. 또한, 본 기술분야에 숙련된 자라면, 도면에 도시된 외형도로부터 약 180°반대쪽에 또하나의 외형도가 존재하고 그것의 횡방향 최대 투영길이(38)는 관찰자의 좌측을 향한다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 2개의 외형도중 어느 쪽이든지 후술하는 절차 및 용도에 균등하게 이용할 수 있다.
생크(28)의 기점(36)은 외형도상의 프롱(22)을 이용하여 상술한 바와 같이 구한다. 프롱(22)이 외형도 상에 놓여진 상태에서, 기재(24)의 평면에 대략 평행한 가상의 절단면(40-40)을 프롱(22)의 외주면과 접하도록 설정한다. 상기 가상 절단면은 기재(24)의 평면으로부터 수직 방향으로 가장 멀리 떨어진 지점에서 프롱(22)과 접한다. 이 지점은 프롱(22)중에서 가장 높은 지점이 된다. 이어서, 이 최고 지점으로부터 기재(24)를 향하여 최대 수직거리의 1/4의 거리에 해당하는 지점으로 가상 절단면(40-40)을 이동 설정하여 당해 가상 절단면(40-40)이 기재(24)의 평면으로부터 최대 수직거리의 3/4의 높이에서 프롱(22)과 교차하도록 한다.
가상 절단면(40-40)은 프롱(22)상의 3개의 지점을 결정하는데에 이용된다. 제 1 의 지점은 절단면이 프롱(22)의 전연(leading edge)(42)과 교차하는 점으로서, 75% 전연지점(44)이라고 부른다. 전연이라 함은, 기재(24)의 평면으로 부터 멀어지는 방향을 향하여 종방향으로 배향된 생크(28) 주연부의 정점을 말한다. 제 2 의 지점은 프롱(22)의 중심을 통하여 약 180°로 배치되는 것으로, 가상 절단면(40-40)이 프롱(22)의 후연(trailing edge)(46)과 교차하는 지점이다. 상기 제 2 의 지점을 75% 후연지점(48)이라고 부른다. 후연이라 함은, 기재(24)를 향하여 종방향으로 배향된 생크(28)의 주연부의 정점을 말하는 것으로, 전연(42)의 대략 반대쪽에 위치한다. 물론, 상기 2개의 지점을 연결하는 직선은 가상 절단면(40-40)내에 놓이며, 이 직선을 반분하면 가상 절단면(40-40)의 중점(47)이 된다. 이어서, 가상 절단면(40-40)의 중점(47)과 베이스(26)에 위치한 생크(28)의 기점(36)을 연결하는 직선을 긋는다. 이 직선과 기재(24)의 평면이 이루는 사잇각 α가 생크(28)의 각도 α로 된다.
다시 말해서, 생크(28)와 기재(24)의 평면이 이루는 각도 α는, 가상 절단면의 중점(47)과 기점(36)을 연결하는 측면도상의 직선에 의해 규정된 직각으로부터 가장 멀리 이탈한 각도의 90°여각이다. 따라서, 상기 직선을 생크(28), 특히 기점(36)에 대한 반경방향, 즉 기재(24)의 평면에 대략 평행하고 수직선에 직각인 방향에서 보았을 때, 기재(24)의 평면에 대한 최소각도는 생크(28)의 각도 α가 된다. 프롱(22)을 대략 기계방향 또는 이에 대하여 대략 180°방향에서 보았을 경우 생크(28)의 각도는 α는 약 90°가 될 것이다. 그러나, 상술한 바와같이, 측정하고자 하는 각도 α는 직각으로부터 가장 멀리 벗어난 각도이므로, 프롱(22)을 측면에서 보았을 때, 일반적으로는 대략 횡단기계 방향에서 보았을 때 결정되는 각도 α가 된다.
생크(28)의 각도 α는 기재(24)의 평면에 대략 수직한 각도일 수도 있으나, 특정 방향, 즉 횡방향 최대 투영길이(38)에 대략 평행한 방향에 있어서의 박리강도를 증가시키려면, 기재의 평면에 대하여 예각관계로 배향되는 것이 바람직하다. 그러나, 생크(28)의 각도 α는 직각에서 너무 벗어나는 것이어서는 아니된다. 그렇지 않으면, 체결 시스템(22)의 전단강도가 큰 방향성을 가지게 된다. 상술한 실시예에 있어서는, 생크(28)의 각도 α를 약 45°내지 약 80°, 바람직하게는 약 65°로 하는 것이 좋다. 생크(28)의 각도가 약 80°미만이면, 생크(28)는 횡방향 배향에는 관계없이 기재(24)의 평면에 대하여 수직하지 않게 배향되었다고 간주된다.
기재(24)의 평면에 대한 전연(42)의 각도 및 후연(46)의 각도를 측정하는 데에는 가상 절단면(40-40)과 외형도를 이용할 수 있다. 이들 각도를 계산하려면, 상술한 바와 같이 75% 전연지점(44)과 75% 후연지점(48)을 찾아내야 한다. 베이스(26)의 전연지점(50)은 다음과 같이 구한다. 측면에서 보았을 때 베이스(26)을 통과하는 선을 생크(28)의 전연(42)과 교차하도록 긋는다. 이 교점이 베이스 전연지점이 된다. 위에서도 언급한 바와 같이, 베이스 전연지점(50)을 결정함에 있어서는, 기재(24)에의 부착에 따라 베이스(26) 부근의 생크(28)에 나타나는 사소한 불연속의 문제는 무시한다. 75% 전연(42) 지점을 직선에 의해서 베이스 전연(42) 지점에 연결한다. 이 직선은 기재(24)의 평면에 대하여 사잇각 βL을 이루며 기점(36)과 생크(28)의 중심방향으로 개방된다. 사잇각 βL은 전연(42)의 각도 또는 간단히 전연각도라 한다.
베이스 후연지점(52)은 일반적으로 베이스(26)의 중심을 통해 베이스 전연지점(50)으로부터 180°떨어져 위치하며, 다음과 같이 구할 수 있다. 측면에서 본 바와 같이 베이스(26)의 풋프린트를 통과하는 선이 생크(28)의 후연(46)과 교차하는데, 이같은 교차점이 베이스 후연지점이다. 전술한 바와 같이, 기재(24)에 대한 부착시에 흔히 발생하는 베이스(26) 근방에서의 생크(28)의 사소한 불연속의 문제는 베이스 후연지점(52)의 결정시 고려하지 않는다. 전술한 바와 같이, 75% 후연지점(48)은 베이스 후연지점(52)에 직선으로 연결된다. 이 직선은 기재(24)의 평면 및 개구에 대하여 생크(28)의 중심 및 기점(36)의 방향으로 사잇각 βT를 형성한다. 사잇각 βT는 후연(46)의 각도 또는 간단히 후연각도라 한다.
전연(42) 및 후연(46)의 사잇각 βL및 βT는 생크(28)의 양변에 대한 평행도를 규정한다. 만일에 전연(42) 및 후연(46)의 각도 βL및 βT가 상호 보각 관계가 아니라면(산술합이 약 180°로 되지 않는다면), 생크(28)의 양변은 평행하지 않다고 한다. 만일, 생크(28)의 양변이 비평행이라면, 각도 βL및 βT를 규정하는 [베이스 전연지점(50) 및 베이스 후연지점(52)과 75% 전연지점(44) 및 후연지점(48)을 제각기 연결하는] 직선들은 기재(24)의 평면의 위쪽 또는 아래쪽에서 서로 교차한다. 만일 전연(42) 및 후연(46)의 각도 βL및 βT가 동일하지 않고 그러한 각도를 규정하는 선들이 기재(24)의 평면의 위쪽[베이스(26)로부터 외측 종방향]에서 교차한다면, 프롱(22)은 베이스(26)로부터 말단 및 결합수단(30)을 향하여 수렴할 것이다. 만일 전연(42) 및 후연(46)의 각도 βL및 βT가 동일한 방향으로 향하고 상호 보각관계로만 된다면, 전연(42) 및 후연(46)의 각도 βL및 βT는 동일하고 생크(28)의 양변은 평행한 것으로 판단한다.
생크(28)의 전연(42)은 기재와 약 45°±30°의 전연 각도 βL을 형성하는 것이 적합하다. 후연(46)은 기재와 약 65°±30°의 후연 각도 βT을 형성하는 것이 적합하다. 전연(42) 및 후연(46)의 상기 각도 βL및 βT를 가진 생크(28)는 전술한 범위의 생크(28)의 사잇각 α와 적절히 협동하여, 생크(28)가 기재(24)에 대해 유익하게 배향되고 테이퍼지도록 함으로써 과잉의 프롱물질을 필요로 하지 않고서도 고-전단강도 및 고-박리강도가 제공되게 한다.
전술한 각도들은 미합중국 뉴저지주 마운틴 레이크즈에 소재하는 Rame'-Hart, Inc.가 판매하는 Model 100-00 115 각도계를 사용하여 용이하게 측정된다. 당해기술분야의 숙련자라면 더 정확한 측정이 요망되는 경우, 프롱(22)의 사진을 찍음으로써 외형도, 기점(36), 가상 절단면(40-40), 전연각도 βL, 후연각도 βT, 베이스 전연지점(50) 및 베이스 후연지점(52), 전연지점(44) 및 후연지점(48)과 생크(28)의 각도 α를 유익하게 결정할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 이같은 용도로 적합한 것으로, 미합중국 매사츄세츠주 뉴 베드포드에 소재하는 Amray, Inc.가 판매하는 모델 1700 주사전자현미경이 있음을 알게 되었다. 필요한 경우, 횡방향 최대 투영길이(38) 및 외형도의 결정을 위해 몇장의 사진을 찍을 수도 있다.
생크(28)는, 결합수단(30)이 수용표면의 스트랜드를 용이하게 붙잡거나 계합할 수 있게 하는 높이로 기재(24)로부터 결합수단(30)을 이격시키기에 충분한 거리만큼 베이스(26)로부터 종방향으로 돌출해야 한다. 비교적 긴 생크(28)는 수용표면내로 보다 깊숙히 침임하여, 그에 따라 결합수단(30)이 보다 많은 수의 스트랜드 또는 섬유를 붙잡거나 계합할 수 있게 하는 잇점을 제공한다. 역으로, 비교적 짧은 생크(28)는, 비교적 강한 프롱(22)를 제공하는 잇점은 있으나, 그에 상응하여 수용표면내로 덜 침입하므로써, 스트랜드 또는 섬유가 덜 밀집된 울(wool) 또는 듬성듬성하게 스티치본디드된 재료와 같은 수용표면에는 적합하지 않을 수도 있다.
편직물 또는 직물의 수용표면이 사용된다면, 기재(24)로부터 최고높이의 점 또는 부분까지 약 0.5mm(0.020in), 바람직하게는 적어도 약 0.7mm(0.028in)의 종방향 길이를 갖는 비교적 짧은 생크(28)가 적합하다. 만일, 약 0.9mm(0.035in)보다 높은 높이를 가진 고품위 재료의 수용표면이 사용된다면, 적어도 약 1.2mm(0.047in), 바람직하게는 적어도 약 2.0mm(0.079in)의 보다 긴 종방향 치수를 가진 비교적 긴 생크(28)가 보다 적합하다. 생크(28)의 길이가 길어지면 그에 대응하여 전단강도가 작아지므로, 체결 시스템(20)의 프롱(22)의 밀도는 그러한 전단강도의 손실을 보상하도록 증가될 수도 있다.
전술한 바와같이, 생크(28)의 종방향 길이에 의해, 기재(24)로부터 결합수단(30)의 종방향 이격거리가 결정된다. 종방향 이격거리란 기재(24)의 평면으로부터 결합수단의 주연부까지의 최소한의 수직거리이다. 일정한 형성의 결합수단(30)의 경우, 기재(24)로부터 결합수단(30)의 종방향 이격거리는 생크(28)의 종방향 길이가 증가함에 따라 길어진다. 사용하고자 하는 수용표면의 스트랜드 또는 섬유 직경의 적어도 약 두 배, 바람직하게는 그러한 섬유 또는 스트랜드 직경보다 약 10배 정도 긴 종방향 이격거리는 체결 시스템(20)의 결합수단(30)이 그러한 스트랜드 또는 섬유를 양호하게 파지 또는 계합하여 보유하게 한다. 본 명세서에 설명한 실시태양의 경우, 약 0.2mm 내지 약 0.8mm(0.008 내지 0.02인치)의 종방향 이격기를 가진 프롱(22)이 적합하다.
생크(28)의 단면형상이 중요한 것은 아니다. 따라서, 생크(28)는 베이스(26)의 단면과 관련된 전술한 파라메타에 따라 소망하는 임의의 단면을 가질 수 있다. 단면이란, 생크(28) 또는 결합수단(30)에 대해 수직으로 취한 프롱(22)의 어떤 부분의 평면영역을 말한다. 전술한 바와같이, 생크(28)는, 프롱(22)의 생크(28) 및 결합수단(30)의 말단에 종방향 및 횡방향으로 가까워짐에 따라 단면적이 감소되도록 테이퍼지게 하는 것이 바람직하다. 이같은 구조에 의하면, 체결 시스템(20)에 분리력이 가해질 때에 생크(28) 및 결합수단(30)의 관성모멘트가 감소되어 프롱(22)이 보다 일정한 응력을 받게 되므로, 그에 따라 프롱(22)의 제조에 필요한 재료의 양이 적어지게 된다.
프롱(22)의 광범위한 사이즈에 걸쳐 소망의 기하형상을 유지하기 위해서는 프롱(22)간에 대체로 균일한 단면적비가 이용될 수 있다. 일반적으로 프롱(22)의 전체 테이퍼를 제어하는 하나의 비로서는, 베이스(26)의 단면적 대 프롱(22)의 최고높이에서의 프롱(22)의 단면적의 비가 있다. 최고높이란, 기재(24)의 평면으로부터 최대의 수직거리에 있는 생크(28) 또는 결합수단(30)의 점 또는 부분을 말한다. 전형적으로, 베이스(26)의 단면적 대 최고높이의 단면적의 비가 약 4:1 내지 9:1인 프롱(22)이 적합하다.
전술한 바와같이, 약 0.76mm 내지 약 1.27mm(0.030in 내지 약 0.050in) 범위의 베이스(26)의 직경으로부터 약 0.41mm 내지 약 0.51mm(0.016in 내지 0.020in)의 최고높이 직경으로 테이퍼진 대략 원형단면의 생크(28)가 본 명세서에 설명한 실시태양에 적합함을 알게 되었다. 특히, 최고높이에서 직경이 약 0.46mm(0.018in)인 대략 원형의 단면은 최고높이에서의 단면적이 약 0.17mm2(0.0003in2)이다. 직경이 약 1.0mm2(0.040in2)인 대략 원형의 베이스(26) 단면은 베이스(26) 단면적이 약 0.81mm2(0.0013in2)이다. 이같은 구조에 따라, 베이스(26) 단면적 대 최고높이 단면적의 비는 전술한 범위에 속하는 5:1로 된다.
결합수단(30)은 생크(28)에 접합되며, 바람직하게는 생크(28)의 말단에 연속한다. 결합수단(3)은 생크(28)의 주연부로부터 외측 반경 방향으로 돌출하며, 종방향으로 돌출하는, 즉, 기재(24)쪽으로 향하거나 그로부터 멀어지는 방향으로 돌출하는 벡터성분을 추가로 가질 수도 있다. 본 명세서에서 사용한 결합수단이란 용어는, [생크(28)의 주연부의 작은 돌기들이 아닌] 생크(28)의 주연부에 대한 횡방향 돌출부를 말하는 것으로, 이 돌출부는 수용표면으로부터 분리되거나 제거되는 것에 저항한다. 주연부란 용어는 프롱(22)의 외면을 뜻한다. 반경방향이란 용어는 기재(24)쪽으로 수직으로 향하거나 그로부터 멀어지는 것을 뜻하는 것으로, 베이스(26)의 풋프린트내에 대략 중심을 둔 기점(36)을 수직으로 관통한다.
특히, 횡방향 돌출부는 기재(24)의 평면에 평행하고 그를 향하는 벡터성분을 갖는다. 결합수단(30) 및 생크(28)가 횡방향 및 종방향의 성분을 가질 수도 있음을 알 수 있을 것이다. 생크(28)의 말단의 경계를 명백히 정확하게 규정하거나 생크(28)와 결합수단(30)간의 경계를 구분하는 것은 중요하지 않다. 단지 필요한 것은, 생크(28)의 주연부의 종방향으로 배향된 면을 절단하였을 때 결합수단(30)이 기재(24)의 평면에 평행하고 그를 향하는 벡터성분을 가진 면을 갖게 되도록 하는 것이다.
결합수단(30)은, 원하는 바에 따라, 생크(28)보다 더 긴 횡방향 최대 투영길이(38)를 가질 수도 있고, 또는 그 역으로 될 수도 있다. 도면에 예시한 바와같이, 결합수단(30)은 대략 활모양을 갖게 하는 것이 바람직한데, 오목한 곡선모양을 가질 수도 있다. 만일 결합수단(30)이 오목한 곡선모양을 갖는다면, 결합수단(30)은 베이스(26)에서 또는 베이스(26)로부터 횡방향으로 이격된 어떤 위치에서 기재(24)에 종 방향으로 접근하는 부분을 포함한다. 이 부분은 기점(36)을 향하여 반경방향으로 배향될 필요는 없지만 생크(28)를 향하여 횡방향으로 배향된다.
체결 시스템(20)의 각 프롱(22)의 결합수단(30)은, 비교적 단방향의 박리강도가 요망되는 경우에는 대체로 동일방향으로 횡방향 연장시킬 수도 있으며, 또는 무작위로 배향시켜 어떤 횡방향으로도 대체로 등방성의 박리강도를 제공하도록 할 수도 있다. 결합수단(30)은, 생크(28)의 일변으로부터 실질적으로 돌출하여 대체로 볼록한 외형을 규정하고 수용표면의 개구내로 침입해서 결합수단(30)의 만곡부(54)의 내경부가 수용표면의 스트랜드 또는 섬유를 붙잡도록 하는 후크형상의 빗살일 수도 있다. 결합수단(30)과 수용표면의 스트랜도 또는 섬유간의 간섭은, 체결 시스템(20)의 박리 강도 또는 전단강도를 초과할 때까지 체결 시스템(20)이 수용표면으로부터 분리되는 것을 방지한다. 결합수단(30)은 횡방향에서 반경방향으로 너무 멀리 돌출하지는 않아야만 하는데, 그렇지 않다면 결합수단(30)이 수용표면의 개구내로 침입하지 못할 수도 있을 것이다. 결합수단(30)의 단면의 사이즈는 수용표면의 개구내로 침입할 수 있을 정도이어야 한다.
결합수단(30)의 단면적 및 기하형상은, 결합수단(30)이 소정밀도의 프롱(22) 어레이를 가진 체결 시스템의 소망의 박리 및 전단강도를 수용할 정도로 충분한 전단 및 굽힘강도를 제공하는 구조적인 안정성을 갖는 한 중요한 것은 아니다. 본 명세서에서 설명한 실시태양의 경우, 베이스(26)의 중심으로부터 원격 횡방향 주연부까지의 횡방향 최대 투영길이(38)가 약 0.79mm 내지 0.90mm(0.03in 내지 0.04in)인 후크형 빗살모양의 결합수단(30)이 적합하다.
프롱(22)의 어레이는 체결 시스템(20)의 특정 용도에 필요한 박리강도 및 전단강도를 얻기 위해 원하는 바에 따라 임의의 패턴 및 밀도를 가질 수 있다. 일반적으로 프롱 어레이 밀도가 증가함에 따라, 박리강도 및 전단강도는 그에 비례하여 선형으로 증가한다. 개개의 프롱(22)은, 그것이 인접한 프롱(22)의 결합수단(30)과 간섭하거나 또는 그 결합수단(30)이 수용표면의 스트랜드 또는 섬유를 붙잡는 것을 방해할 정도로 너무 근접하게 배치되어서는 안된다. 만일 프롱(22)이 너무 근접하게 배치되면, 수용표면의 스트랜드 또는 섬유가 빽빽히 밀집되거나 뒤엉켜 스트랜드 또는 섬유사이의 개구를 막을 수도 있다. 역으로, 프롱(22)은 적당한 전단강도 및 박리강도의 체결 시스템(20)이 제공되도록 하기 위해서 초과의 기재(24) 영역을 필요로 할 정도로 떨어져 배치되어서는 안된다.
각각의 프롱(22)이 인접하는 프롱(22)으로부터 일반적으로 등간격을 두고 이격되도록 프롱(22)을 열로 배치하는 것이 좋다. 이들 프롱 열은, 일반적으로, 후술하는 바와 같은 제조공정에 따라 기계방향 및 횡단기계 방향으로 배향된다. 일반적으로, 기계방향 및 횡단기계방향의 프롱(22) 열의 각각은 인접하는 기계방향 및 횡단기계방향의 프롱(22)열로부터 등간격으로 이격되어, 분리력이 체결 시스템(20) 및 수용표면에 가해질 때에 체결 시스템(20) 및 수용표면 전체를 통해 응력이 대략 균일하게 분포되도록 해야 한다.
본 명세서에 설명된 바와같이, 피치란 용어는, 인접한 열들내의 프롱(22)의 베이스(26)의 풋프린트의 중심들간의 거리로서, 기계방향 또는 횡단기계방향으로 측정한 거리를 말한다. 전형적으로, 상기 양방향으로 약 1.02mm 내지 5.08mm(0.04in 내지 0.20in) 범위의 피치를 가진 프롱(22) 어레이를 갖는 체결 시스템이 적합하며, 바람직하게는 피치가 약 2.03mm(0.08in)인 것이 좋다. 인접한 횡단기계방향 열들은 그 횡단기계방향으로 대략 1/2 피치만큼 편위되어 인접하는 횡단기계방향 열들간의 기계방향의 거리가 두 배로 되도록 하는 것이 바람직하다.
프롱(22)은, 1㎠의 격지상에 기계방향 및 횡단기계방향으로 1㎝ 당 약 2 내지 약 10열(1in 당 5 내지 25열)의 프롱(22), 바람직하게는 각각의 방향으로 1㎝ 당 약 5열(1in 당 13열)의 프롱(22)을 가진 프롱(22) 어레이를 갖는 매트릭스로 배치되는 것으로 생각할 수도 있다. 상기 격자에 따르면, 체결 시스템(20)은 기재(24)의 1㎠ 당 약 4 내지 약 100개의 프롱(22)(1in2당 25 내지 625개의 프롱)을 갖게 될 것이다.
체결 시스템(20)의 프롱(22)의 고체로 되었을 때에 안정하고 형상을 유지하는 열감응성 재료로 만들어질 수 있지만, 체결 시스템(20)에 분리력이 가해졌을 때에 파손될 정도로 취약하지는 않다. 본 명세서에 있어서, 열감응성 재료란, 가열시에 고상으로부터 액상으로 점차 변하는 재료를 말한다. 프롱(22)이 분리력을 받게 되는 경우에 부러지거나 더 이상 반작용을 지속할 수 없을 때, 파손이 발생된 것으로 생각된다. 상기 재료는, ASTM 표준 D-638에 따라 측정한 때, 1㎡ 당 약 24,600,000 내지 약 31,600,000kg(1in2당 35,000 내지 45,000 lb)의 탄성 인장계수를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 프롱 재료는 용이한 처리를 제공할 정도로 충분히 낮은 용융점을 갖고 상기 재료의 용융점 근방의 온도에서 점착력이 있고 질긴 성질을 제공하는 비교적 높은 점도를 가져, 생크(28)가 연신되고 결합수단(30)이 후술하는 제조방법에 따라 용이하게 형성될 수 있게 해야 한다. 프롱(22)이 점탄성을 가져, 프롱(22)의 구조, 특히, 결합수단(30)의 기하형상에 영향을 미치는 파라메타가 변할 수 있게 하는 것도 중요하다. 기재(24)의 인가 온도에서 약 20 내지 약 100 pascal sec 범위의 복합 점도를 가진 재료가 적합하다.
점도는 10㎐ 샘플링 주파수 및 10% 재료 변형율의 동적동작 모드를 사용하는 전류측정모델 100의 기계식 분광계로 측정할 수도 있다. 원반 및 평판 형태의 기하 형상이 바람직한데, 원반이 약 12.5mm 반경을 갖고 원반과 평판간의 간극은 약 10mm 인 것이 특히 바람직하다.
프롱(22)은 열가소성 재료로 구성하는 것이 양호하다. 열가소성 재료란, 열 또는 압력의 인가시에 유동하는 비가교결합 중합체의 열감응성 재료를 말한다. 고온용융 점착성 열가소성 재료는 본 발명의 체결 시스템(20)을, 특히 후술하고 청구범위에서 청구하는 공정에 따라 제조하는데 아주 적합하다. 본 명세서에 있어서, 고온용융 점착성 재료는 액상으로부터의 고화시 잔류 응력을 보유하는 점탄성 열가소성 재료를 말한다. 특히 적합하고 양호한 것으로는, 폴리에스테르 및 폴리아미드 고온용융 점착성 재료가 있다. 본 명세서에 있어서, 폴리에스테르 및 폴리아미드란, 제각기 반복 에스테르 및 아미드 단위를 가진 쇄를 말한다.
폴리에스테르 고온용융 점착성 재료를 선택하는 경우, 약 194℃ 에서 약 23±2 Pascal sec의 복합 점도를 가진 점착성 재료가 적합함을 알게 되었다. 또한, 폴리아미드 고온용융 점착성 재료를 선택하는 경우에는, 약 204℃ 에서 약 90±10 Pascal sec의 복합 점도를 가진 점착성 재료가 적합함을 알게 되었다. 폴리에스테르 고온용융 점착성 재료로서는 미합중국 메사추세츠주 미들턴에 소재하는 Bostik company가 No. 7199로서 판매하는 것이 적합함을 알게 되었다. 폴리아미드 고온용융 점착성 재료로서는 미합중국 일리노이주 칸카키에 소재하는 Henkel Company가 상표명 Macromelt 6300으로 판매하는 것이 적합함을 알게 되었다.
제3도에 예시한 체결 시스템(20')의 제2실시태양에 있어서, 결합수단(30')은 대략 반구의 형상(버섯 모양)을 가질 수도 있다. 반구형상이란 용어는, 여러 방향으로 돌출하는 대략 둥근 모양을 뜻하는 것으로, 반구 및 구도 포함하나 정규의 모양에 국한되는 것은 아니다. 이같은 기하형상, 특히, 대략 구형상의 결합수단(30')의 구조에 의하면, 결합수단(30')이 수용표면으로부터 제거될 때에 수용표면의 스트랜드에 대한 방해가 전형적으로 적게 된다는 잇점이 제공된다. 그 결과, 수용표면에 대한 가시적인 손상이 덜하게 되므로, 수용표면은 다수회에 걸쳐 재사용될 수 있게 된다. 만일 반구형의 결합수단(30')을 선택하는 경우에는, 생크(28')를 기재(24')의 평면에 거의 직교케 하여, 수용표면의 개구내로 보다 용이하게 침입할 수 있게 하고, 또한 결합수단(30')이 수용표면으로부터 분리되는 때에 수용표면에 대한 손상이 감소되게 하는 것이 바람직하다. 생크(28)는 약 70° 내지 90°의 사잇각 α'를 갖는 것이 적합하다.
적정한 크기 및 대략 반구형상의 결합수단(30')을 가진 프롱(22')을 제공하기 위해, 결합수단(30')은 수용 표면의 스트랜드를 붙잡을 수 있을 정도의 충분한 횡방향 거리만큼 생크(28')의 외주로부터 반경방향으로 돌출해야 하지만, 생크(28')가 결합수단(30')의 중량을 견고히 지지할 수 없는 정도까지 또는 생크(28')가 불안정하게 될 정도까지 멀리 돌출해서는 안된다. 생크(28')의 사잇각 α'가 작아짐에 따라, 즉, 직각으로부터 보다 많이 이탈함에 따라, 생크(28')의 구조적 안정성 및 단면적에 대하여 결합수단(30')의 중량은 더욱 더 지탱하기 어렵게 된다.
전술한 베이스(26') 대 최고높이의 단면적비 및 직경비와 약 80°의 생크(28')의 사잇각 α'를 갖는 테이퍼진 생크(28')가 적합하다. 상기 최고높이의 치수들은 생크(28')의 최고높이에서 취한 것으로 결합수단(30')으로부터 취한 것은 아니다.
생크(28')로부터 결합수단(30')으로의 전이가 완만하지 못한 제3도에 도시한 바와 같은 실시태양의 경우 그리고 생크(28')와 결합수단(30')간의 경계를 쉽게 알 수 있는 경우, 가상 절단면(40'-40')은, 기재(24')의 평면으로부터, 기재(24')의 평면에 종방향으로 가장 가까운 결합수단(30')의 지점에 접하는 평면까지의 최대 수직거리의 3/4에 해당하는 곳에 있다. 이 가상 절단면(40'-40')은 전술한 바와 같이 생크(28')의 사잇각 α', 전연각도 BL' 및 후연각도 BT'의 결정에 사용된다.
결합수단(30')은 생크(28')의 말단(29')의 주연부로부터, 생크(28')의 말단(29')의 직경의 적어도 약 25%, 바람직하게는 그 직경의 적어도 약 38% 만큼 각각의 횡방향에서 반경방향으로 돌출해야 한다. 달리 말해서, 생크(28')의 말단(29')의 직경을 1.0으로 정규화한 경우, 결합수단(30')의 직경은 생크(28')의 말단(29')의 직경의 적어도 1.5배, 바람직하게는 적어도 1.75배 이어야 한다. 게다가, 베이스(26')의 직경은 생크(28')의 말단(29')의 직경의 약 2.0배 이어야 한다. 생크(28')의 높이는 결합수단(30')이 기재(24')로부터 종방향으로 적절히 이격되도록 생크(28')의 말단(29')의 직경이 약 1.5배 내지 약 2배이어야 한다. 결합수단(30')의 종방향 치수는 생크(28')의 말단(29')의 직경의 약 0.5 내지 약 1.5배 범위일 수도 있다.
제3도의 체결 시스템(20')의 제조는 제2도의 체결 시스템(20)의 결합수단(30) 및 말단을 적어도 용융점까지 가열함으로써 수행된다. 이것은 결합수단(30) 및 프롱(22)의 말단을 기재의 평면을 향해 종방향으로 배향된 열원에 놓이게 하되, 베이스(26') 및 생크(28')의 기단이 적어도 용융점까지는 가열되지 않도록 함으로써 실현된다. 적합한 방법은, 프롱의 최고높이의 부분이 약 440℃로 가열되는 열선과 같은 열원으로부터 약 3.3mm 내지 약 10.1mm(0.1in 내지 0.4in)내에 놓이게 하는 것이다.
반구형상의 결합수단을 갖는 프롱(22')의 전연각도 BL' 및 후연각도 BT'는 그 프롱의 모체인 대응하는 후크형 빗살모양의 결합수단을 갖는 프롱(22)의 각도와 유사할 것이다. 이러한 사실은 제2도의 결합수단(30)이 가열되고 용융되어 흘러서 제3도의 결합수단(30')이 될 때 생크(28')의 사잇각 α'과 전연각도 BL' 및 후연각도 BT'가 사실상 변하지 않기 때문에 발생한다.
상술한 밀리켄(Milliken) 970026 수용표면에 있어서, 제3도의 결합수단(30')은 바람직하게는 약 0.029mm 내지 약 0.032mm(0.0011 내지 0.0013in)의 횡방향 및 종방향 칫수를 가져야 하며, 베이스(26')에서 약 0.30mm 내지 약 0.045mm(0.012 내지 0.002in)의 직경 및 말단에서 약 0.016mm 내지 약 0.020mm(0.0006 내지 0.0007in)의 직경을 갖는 생크(28')상에 배치되어야 한다. 생크(28')의 말단(29')은 기재(24')의 평면위로 약 0.44m 와 약 0.50mm(0.017in 내지 0.020in) 사이에 배치되어야 하며, 결합수단(30')은 약 0.56m 내지 약 0.70mm(0.022 내지 0.028in), 바람직하게는 약 0.64mm(0.025in)의 횡방향 최대 투영길이(38')를 가져야 한다.
[제조공정]
본 발명에 따른 체결 시스템(20)은 수정된 그라비어 인쇄법을 이용하여 제조될 수도 있다. 그라비어 인쇄법은 1988년 2월 17일자로 시스(sheath) 등에서 허여된 미합중국 특허 제4,643,130호에 예시된 바와 같이 당해 기술분야에 널리 알려져 있는데, 이 특허는 본 명세서에서 일반적 기술상황을 기술하기 위하여 참조문헌으로 인용된다. 제4도를 참조하면, 기재(24)은 두 개의 롤, 즉 프린트 롤(72)과 백킹 롤(74)사이에 형성된 닙(70)을 통과한다. 상기 롤(72)(74)은 기재(24)의 평면과 대체로 평행하게 배치된 서로 거의 평행한 중심선을 갖는다. 롤(72)(74)은 각각의 중심선을 중심으로 회전되며, 닙(70)에서 크기 및 방향이 대체로 동일한 표면 속드를 갖는다. 원한다면, 프린트 롤(72) 및 백킹 롤(74)은 외부의 구동원(도시안됨)에 의해 구동될 수도 있고, 또는 제 1 롤이 외부의 구동원에 의해 구동되며 제 2 롤이 상기 제 1 롤과의 마찰력에 의해 구동될 수도 있다. 약 1,500 와트의 출력을 갖는 교류 전기 모터는 적당한 구동원이다. 회전함으로써, 롤(72)(74)은 프롱(22)을 기재(24)상으로 낙하시키기 위한 낙하수단을 작동시킨다.
낙하수단은 액상의 프롱(22) 물질의 온도를 수용하고, 기계방향 및 횡단기계방향으로 프롱(22)들 사이에서 실제로 균일한 피치를 제공하며 프롱(22)의 어레이내에서 프롱(22)의 소망하는 밀도를 만들어 줄수 있어야 한다. 또한, 낙하수단은 다양한 직경의 베이스(26) 및 다양한 높이의 생크(28)를 갖는 프롱을 생성시킬 수 있어야 한다. 특히, 프린트 롤(72)은 프롱(22)을 본 발명의 제조 공정에 따라 소망하는 배열로 또는 다른 패턴으로 기재(24)상에 낙하시키는 낙하수단을 제공한다. 낙하수단이란 용어는 액상의 프롱 물질을 개개의 프롱(22)에 해당하는 분량으로 벌크 양으로부터 기재(24)상으로 이전시키는 어떤 것을 말한다. 낙하라는 용어는 프롱 물질을 벌크 형태로부터 이전시켜서 개개의 프롱(22)에 해당하는 단위로 기재(24)상에 1회분씩 분배하는 것을 말한다.
프롱 물질을 기재(24)상에 낙하시키기 위한 하나의 적합한 낙하수단은 프린트 롤(72)내의 하나 또는 그 이상의 셀(76)의 배열이다. 본 명세서에서 사용된 용어 셀은 프린트 롤(72)의 어떠한 캐비티, 또는 다른 구성 성분을 말하는 것으로, 프롱 물질을 공급원으로부터 기재(24)로 이전시켜서 이 물질을 기재(24)상에 이산된 단위로 낙하시키는 것이다.
프린트 롤(72)의 표면에서 취해진 셀(76)의 단면적은 프롱(22)의 베이스(26)의 풋프린트 형상에 대체로 대응한다. 셀(76)의 단면적은 베이스(26)의 원하는 단면적과 대략 동일해야 한다. 부분적으로, 셀(76)의 깊이는 프롱(22)의 종방향 길이, 특히 베이스(26)로부터 최고 높이의 지점 또는 부분까지의 최대 수직거리를 결정한다. 그러나 셀(76)의 깊이가 셀(76)의 직경의 대략 70% 이상으로 증가하더라도, 프롱(22)의 종방향 칫수는 대체로 일정하게 유지된다. 이것은 액상 프롱 물질이 모두 셀(76)로부터 인출되어 기재(24)상으로 낙하하지는 않기 때문이다. 액상 프롱 물질의 표면 장력 및 점도로 인해서, 액상 프롱 물질중 일부는 셀(76)내에 잔류하며 기재(24)로 이전되지는 않을 것이다.
본 명세서에서 기술된 실시태양에 있어서는, 직경에 대하여 약 50 내지 약 70%의 깊이를 갖는, 대체로 원통형상의 일단막힘 셀(76)이 적절하다. 원한다면, 화학적 에칭과 같은 통상의 제조 공정에 맞추기 위하여 셀(76)을 어느 정도 절두원추형으로 테이퍼지게 형성할 수도 있다.
절두원추형으로 테이퍼진 형상이라면, 셀(76)의 테이퍼의 사잇각은, 생크(28)의 바람직한 테이퍼가 만들어지고 상술한 베이스 대 최고 높이비가 형성되도록 약 45°이하이어야 한다. 만일 셀(76)의 테이퍼가 상기 사잇각보다 크다면, 프롱(22)은 너무 큰 테이퍼를 가질 수 있다. 사잇각이 아주 작거나 또는 셀(76)이 원통형이라면, 생크(28)의 단면은 대체로 균일하게 될 수 있으며, 그럼으로써 보다 넓은 응력 분포를 갖게 될 수 있다. 본 명세서에서 기술된 실시태양에 있어서, 약 45°의 사잇각, 롤 주연부에서 약 0.89mm 내지 약 1.22mm(0.035 내지 0.048in)의 직경 및 약 0.25mm 내지 약 0.51mm(0.01 내지 0.02in) 범위의 깊이를 갖는 셀(76)이 적절한 프롱(22)을 생성한다.
프린트 롤(72) 및 백킹 롤(74)은 그들의 중심을 연결하는 선중 한 곳에서 가압되어, 점착성 재료를 프린트 롤(72)의 셀(76)로부터 기재(24)상으로 배출하며, 만일 대향 롤이 외부적으로 구동되지 않는다면 그 롤을 구동시키기에 충분한 마찰 결합을 제공하여야 한다. 백킹 롤(74)은 프롱 물질이 프린트 롤(72)로부터 기재(24)상으로 낙하될 대 프롱 물질의 완충을 제공하기 위하여 프린트 롤(72)보다 연성 및 가요성이 보다 커야 한다. 쇼어(Shore) A 경도계로 측정하여 약 40 내지 약 60 경도의 고무 피막을 갖는 백킹 롤이 적합하다. 롤(72)(74)은 약 6.4mm 내지 12.7mm(0.25 내지 0.50in)의 기계방향의 자국이 형성될 정도의 힘으로 가압될 수도 있다. 본 명세서에 있어서, 자국이라는 용어는 기재(24)가 닙(70)을 통과할 때 기재(24)상에 있는 보다 연성의 롤의 접촉 영역을 말한다.
프린트 롤(72)의 온도는 중요한 것은 아니나, 프린트 롤(72)은 프롱(22)이 낙하를 통하여 공급원으로부터 기재(24)상으로 이전되는 동안 프롱(22)의 고형화를 방지하기 위하여 가열되어야 한다. 일반적으로, 프린트 롤(72)의 표면 온도는 공급원 물질의 온도와 가까운 것이 바람직하며, 약 197℃의 프린트 롤(72) 온도가 작업하기에 적합하다는 것을 알게 되었다.
만일 기재(24)가 프롱 물질로부터 전달된 열에 의해 악영향을 받게 되면 칠(chill) 롤이 필요할 수도 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 만일 칠 롤이 필요하다면, 그것은 본 기술분야에 숙련된 자에게 널리 공지된 방법을 이용하여 백킹 롤(74)내에 합체될 수 있다. 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 다른 폴리올레핀 기재(24)가 사용된다면, 이러한 구성이 간혹 필요하다.
개개의 프롱(22)을 형성하는데 사용되는 물질은 프롱(22)을 기재(24)으로 낙하시키기에 적합한 온도를 제공하는 공급원내에 유지되어야 한다. 전형적으로, 프롱 물질의 용융점을 약간 상회하는 온도가 바람직하다. 프롱 물질의 온도는 그 물질이 부분적으로 또는 전체적으로 액상이라면, 용융점 또는 그 이상인 것으로 간주된다. 만일 프롱 물질의 공급원이 너무 높은 온도로 유지된다면, 프롱 물질은 충분한 점도를 갖지 않아서, 기계방향으로 인접한 프롱(22)과 횡방향으로 연결된 결합수단(30)을 생성할 수도 있다. 만일 프롱 물질의 온도가 너무 높으면, 프롱(22)이 흘러서 약간 반구형상인 작은 물질로 되고 결합수단(30)은 형성되지 않을 것이다. 그와 반대로, 만일 공급원의 온도가 너무 낮으면, 프롱 물질이 공급원으로부터 낙하수단 즉, 셀(76)로 이전되지 않을 수도 있고, 또는 그 후에 낙하수단으로부터 기재(24)로 원하는 배열 또는 패턴으로 적절하게 이전되지 않을 수도 있다. 프롱 물질의 공급원은 대체로 균일한 횡단기계방향 온도 외형을 프롱 물질에 부여하여야 하고, 점착성 재료를 기재(24)상으로 낙하시키기 위한 수단과 연통하고 있어야 하며 또한 프롱 물질이 고갈될 때 쉽게 보충 또는 재충전되어야 한다.
적합한 공급원은 횡단기계방향 칫수에 있어서 셀(76)을 갖는 프린트 롤(72)의 부분과 거의 동일 넓이를 갖고 그 셀에 인접하게 설치되어 있는 홈통(80)이다. 홈통(80)은 밀폐된 하단부, 외측부 및 단부를 갖는다. 상부는 원하는 바에 따라 개방될 수도 있고 폐쇄될 수도 있다. 홈통(80)의 내측부는 개방되어, 그 내부의 액상 물질이 프린트 롤(72)의 원주와 자유롭게 접촉하면서 연통하도록 한다.
공급원은 공지된 수단(도시안됨)에 의해 외부적으로 가열되어 프롱 물질을 액상에서 적절한 온도로 유지시킨다. 바람직한 온도는 용융점 이상이지만 점탄성의 손실이 크게 발생하는 온도 미만인 것이다. 원한다면, 홈통(80)내의 액상 물질은 동질성 및 균일한 온도 분포를 야기시키기 위하여 혼합 또는 재순환될 수 있다.
프린트 롤(72)로 배출되는 프롱 물질의 양을 제어하는 닥터 블레이트(82)가 홈통(80)의 하단부와 병렬 배치된다. 닥터 블레이드(82) 및 홈통(80)은 프린트 롤(72)이 회전할 때 고정 상태로 유지되어, 프린트 롤(72)의 원주를 닦아내고 개개의 셀(76)내로 낙하되지 않은 프롱 물질을 프린트 롤(72)로부터 긁어내며, 그러한 물질이 재활용되게 한다. 이러한 구조에서는 프린트 롤(72) 원주상의 셀(76)의 기하형상에 따라서 프롱 물질이 셀(76)로부터 기재(24)로 원하는 배열로 낙하하게 된다. 제4도에 도시된 바와같이, 닥터 블레이드(82)는 바람직하게 수평면, 특히 닙(70)의 상류에 있는 프린트 롤(72)의 수평 정점에 배치된다.
기재(24)상으로 낙하된 후, 프롱(22)은 프롱(22)을 절단하기 위한 절단수단(78)에 의해 프린트 롤(72) 및 셀(76)로부터 절단되어 체결 시스템(20)의 결합수단(30) 및 모일(moil)을 만든다. 본 명세서에 있어서 모일이라는 용어는 프롱(22)으로부터 절단되지만 체결 시스템(20)의 일부분을 형성하지는 않는 물질을 말한다.
절단수단(78)은 각종 크기의 프롱(22) 및 결합수단(30)의 횡방향 최대 투영길이(38)을 수용할 수 있도록 그리고 횡단기계방향을 통하여 그 배열의 균일성을 제공할 수 있도록 조절가능하여야 한다. 절단수단이란 용어는 모일을 체결 시스템(20)으로부터 종방향으로 분리시키는 어떠한 것을 말한다. 절단이란 용어는 상기 기술된 바와 같이 체결 시스템(20)으로부터 모일을 분리하는 행위를 말한다. 절단수단(78)은 또한 청결하여야 하며 녹슬거나 산화되거나 또는 모일 물질과 같은 부식물질 및 오염물질을 프롱(22)으로 전달하지 않아야 한다. 적합한 절단수단은, 롤(72)(74)의 축과 대체로 평행하게 배치되며 고형화된 프롱(22)의 최고높이로부터 기재(24)까지의 최대 수직거리보다 약간 긴 거리만큼 기재(24)로부터 이격된 와이어이다.
절단수단(78)인 와이어는 절단수단(78)상에서 용융된 프롱 물질의 축적을 방지하고, 프롱 물질이 가열된 공급원을 출발하는 시간과 절단이 일어나는 시간 사이에 발생하는 프롱(22)을 냉각을 제어하며, 결합수단(30)의 횡방향 연신을 돕기 위하여 전기적으로 가열되는 것이 바람직하다. 절단수단(78)은 또한 횡단기계방향으로 균일한 온도 분포를 제공하도록 가열하여, 거의 균일한 기하학적 구성을 갖는 프롱(22)의 배열이 형성되도록 하여야 한다.
일반적으로 프롱 물질의 온도가 증가하는 경우에는, 비교적 낮은 온도의 고온 와이어 절단 수단(78)이 사용될 수 있다. 또한 기재(24)의 속도가 감소하는 경우에는, 각각의 프롱(22) 및 모일이 절단될 때 고온 와이어의 냉각이 덜 빈번하게 발생되어 고온 와이어가 동일 온도에서 가능한 것보다 적게 전력을 소비하게 된다. 고온 와이어의 온도가 증가함에 따라 일반적으로 길이가 짧은 생크(28)를 갖는 프롱(22)이 생성된다는 것을 인지해야 한다. 반대로, 생크(28)의 길이 및 결합수단(30)의 횡방향 길이는, 고온 와이어의 온도가 저하함에 따라 반비례로 증가할 것이다. 절단중 절단수단(78)이 프롱(22)과 실제로 접촉하는 것이 반드시 필요하지는 않다. 프롱(22)은 절단수단(78)에서 방사되는 복사열에 의해 절단될 수도 있다.
본 명세서에 기재한 실시태양에 있어서, 약 0.51mm(0.02in)의 직경을 갖는 원형 단면의 니켈-크롬 와이어를 약 343℃ 내지 약 416℃의 온도로 가열하는 것이 적합하다는 것을 알았다. 나이프, 레이저 절단 또는 그 밖의 절단수단(78)이 상기 언급한 고온 와이어를 대체할 수도 있다는 것은 명백하다.
모일로부터 프롱(22)을 절단하기에 앞서 프롱 물질의 연신이 일어나도록 하는 위치에 절단수단(78)을 배치하는 것이 중요하다. 절단수단(78)이 기재(24)의 평면으로부터 너무 멀리 배치되는 경우에는, 프롱 물질이 절단수단(78)에 의해 절단됨이 없이 절단수단(78)의 아래로 통과하여, 기재(24) 또는 인접 프롱(22)으로부터 적절히 이격되지 않은 매우 긴 결합수단(30)을 형성할 것이다. 반대로, 절단수단(78)이 기재(24)의 평면에 너무 근접하여 배치된다면, 절단수단(78)은 생크(28)의 끝부분을 절단하여 결합수단(30)이 형성되지 않도록 할 수도 있을 것이다.
닙(70)으로부터 기계방향으로 대략 14mm 내지 22mm (0.56 내지 0.88in), 바람직하게는 약 18mm (0.72in)에 배열되고, 백킹 롤(74)로부터 반경방향 외향으로 대략 4.8mm 내지 7.9mm (0.19 내지 0.31in), 바람직하게는 약 6.4mm(0.25in)에 배열되며, 프린트 롤(72)로부터 반경방향 외향으로 대략 1.5mm 내지 대략 4.8mm (0.06 내지 0.19in), 바람직하게는 약 3.3mm (0.13in)에 배열된 고온 와이어 절단수단(78)이 본 명세서에 기재한 제조공정을 위해 적절하게 배치된다.
작동중, 기재(24)는 낙하수단에 대하여 제 1 방향으로 반송된다. 특히, 기재(24)는 닙(70)을 통해 반송되며, 바람직하게는 권치롤(도시안됨)로부터 인발된다. 이것은 프롱(22)의 연속적인 낙하중 깨끗한 기재(24)를 제공하며, 프롱(22)이 낙하된 기재(24)의 부위를 멀리 이동시킨다. 기재(24)가 닙(70)을 통과할 때 기재(24)의 기본 반송 방향과 대체로 평행한 방향을 기계방향이라 지칭한다. 제4도의 화살표(75)로 나타낸 바와같이, 기계방향은 일반적으로 프린트 롤(72) 및 백킹 롤(74)의 중심선에 대체로 직교한다. 기계방향에 대체로 직교하고 기재(24)의 평면과 평행인 방향을 횡단기계방향이라 지칭한다.
롤(72)(74)의 표면속도보다 대략 2% 내지 대략 10% 빠른 속도로 닙(70)을 통해 기재(24)를 인발할 수 있다. 이것은 프롱 물질을 기재(24)상으로 낙하시키는 수단으로부터 프롱(22)을 절단하는 절단수단(78) 근처에서 기재(24)가 결속되거나 또는 주름지는 것을 최소화하기 위해 수행된다. 기재(24)는 약 3 내지 약 31m/min (10 내지 100ft/min)의 속도로 제 1 방향으로 닙(70)을 통해 반송된다.
생크(28)의 각도는 닙(70)을 통과하는 기재(24)의 반송 속도에 따라 달라질 수 있다. 만일 기재(24)에 대하여 보다 수직인 생크 각도 α를 갖는 프롱(22)을 원한다면, 제 1 방향으로 기재(24)의 보다 느린 반송 속도가 선택된다. 그와 반대로, 반송 속도가 증가하면, 생크(28)의 각도 α는 감소하며 결합수단(30)은 보다 긴 횡방향 최대 투영길이(38)를 갖게 될 것이다.
경우에 따라서는, 프롱 물질의 점탄성을 이용하여, 종방향 뿐 아니라 횡방향으로도 결합수단(30)을 적절하게 배향시키기 위해 기재(24)가 닙(70)의 평면으로부터 백킹 롤(74)을 향하여 대략 35°내지 대략 55°, 바람직하게는 약 45°의 각도 γ로 기울어지게 할 수도 있다. 이러한 구성은 셀(76)로부터 프롱 물질을 추출하고, 프린트 롤(72)로부터 프롱(22)을 끌어당기는데에 보다 큰 힘을 제공한다. 또한, 닙(70)의 평면으로부터의 이탈 각도 γ가 증가하면 보다 긴 횡방향 최대 투영길이(38)을 갖는 결합수단(30)을 생성할 수 있다는 미약하지만 긍정적인 효과가 얻어진다.
프롱 물질이 셀(76)로부터 기재(24)상으로 낙하된 후, 롤(72)(74)은 제4도의 화살표로 표시된 방향으로 계속 회전한다. 그것에 따라서, 반송되는 기재(24)와 셀(76)간의 상대적 변위 기간이 생기고, 절단을 행하기 이전의 그 기간중 프롱 물질은 기재(24)와 프린트 롤(72)을 브릿지형으로 연결시킨다. 상대적 변위가 진행될 때, 프롱 물질은 절단되어, 프롱(22)이 프린트 롤(72)의 셀(76)로부터 분리될 때까지 연신된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 연신이라는 용어는 선형치수가 증가하는 것을 의미하는 것으로, 증가하는 치수의 적어도 일부분은 체결 시스템(20)의 수명동안 거의 영구적이다.
위에서 설명한 바와같이, 결합수단(30)을 형성하는 공정의 일부로서 개개의 프롱(22)을 프린트 롤(72)로부터 절단하는 것이 또한 필요하다. 절단할 때, 프롱(22)은 두 부분, 즉 체결 시스템(20)으로 되는 말단 및 결합수단(30)과, 프린트 롤(72)내에 남아있고 원한다면 재활용할 수도 있는 모일(도시안됨)로 종방향 부할된다. 프롱(22)이 모일로부터 절단된 후, 체결 시스템(20)은 프롱(22)이 다른 물체와 접촉하기 이전에 냉각된다. 프롱(22)이 고형화된 후, 기재(24)는 원한다면 저장용 롤에 감길 수도 있다.
본 발명을 제한하지 않는 예시적인 공정에 의하면, 프롱 물질이 홈통(80)내에 배치되며 본 기술분야에서 숙련된 자에게 흔히 공지된 수단에 의해 용융점보다 다소 높은 온도로 가열된다. 폴리에스테르 수지제의 열용융 점착성 재료가 선택된다면, 대략 177℃ 내지 193℃, 바람직하게는 약 186℃ 의 재료 온도가 프롱에 적합하다는 것을 알게 되었다. 폴리아미드 수지가 선택된다면, 대략 193℃ 내지 213℃, 바람직하게는 약 200℃의 재료 온도가 프롱에 적합하다는 것을 알게 되었다. 두께가 약 0.08 내지 0.15mm (0.003 내지 0.006in)인 일면이 표백된 크라프트지(kraft paper)제의 기재(24)가 열용융 점착성 프롱(22)에 적합하다. 프롱(22)은 크라프트지 기재(24)의 표백면에 결속된다.
본 명세서에 기술된 예시 동작에 있어서, 기계방향 및 횡단기계방향으로 매 센티미터당 약 5개의 셀(76)[매 인치당 13개의 셀(76)]의 배열, 즉, 매 평방 센티미터당 약 26개의 셀(76)[매 평방 인치당 169개의 셀(76)]의 격자를 갖는 프린트 롤(72)이 적합하다. 이러한 격자 밀도는 약 16cm(6.3in)의 직경을 가지며, 직경이 약 1mm (0.045in)이고 깊이가 약 0.8mm (0.030in)인 셀(76)을 갖는 프린트 롤(72)에 이용하는 것이 유익할 수 있다. 약 15.2cm (6.0in)의 직경을 가지며 수직으로 설치된 백킹 롤(74)이 상술한 프린트 롤(72)에 적합하다는 것을 알게 되었다. 기재(24)의 반송 속도는 약 0.3m/min (10 ft/min)이다.
약 0.5mm(0.02in)의 직경을 가지며, 기계방향에서 닙(70)으로부터 대략 18mm (0.72in), 프린트 롤(72)로부터 반경방향 외향으로 대략 0.3mm (0.13in) 그리고 백킹 롤(74)로부터 반경방향 외향으로 대략 6.4mm (0.25in) 이격 배치된 니켈-크롬 열선이 약 382℃의 온도로 가열된다. 이러한 작업에 의해 제조된 체결 시스템(20)은 제1도에서 예시된 것과 거의 유사하며, 이 체결 시스템(20)은 후술하는 예시적인 사용 제품에 유익하게 사용될 수 있다.
어떠한 특징 이론에 의거한 것은 아니지만, 결합수단(30)의 기하형상은 프롱(22)의 차동 냉각에 의해 통제된다고 여겨진다. 프롱(22)의 후연(46)은 차폐되어 절단수단(78)으로부터 발생하는 열로부터 절연된다. 그와 반대로, 전연(42)은 절단수단(78)의 열에 직접 노출되며, 이로 인하여 전연(42)은 후연(46)이 냉각되는 속도보다 느리게 냉각된다. 이러한 냉각 속도 차에 의해서 상대적으로 볼 때 전연(42)은 연신되고 후연(46)은 수축된다. 이러한 냉각 속도차가 커지면 비교적 길다란 결합수단(30)이 형성된다.
경우에 따라서는 매우 작은 프롱(22)(도시안됨)들을 갖는 체결 시스템(20)은 프린트 롤(72)로부터 자연스러운 패턴을 형성함으로써 만들 수도 있다. 본 명세서에 있어서, “자연스러운 패턴이란 용어는 프린트 롤위에 셀(76)을 형성하지 않고, 그 대신에 롤(72)에 의해서 만들어진 프롱(22)의배열을 낙하수단으로 채용한 것을 말한다. 따라서, 프롱(22)의 패턴은 닥터 블레이드(82)와 프린트 롤(72) 사이의 틈새에 의해 형성된 다음 프린트 롤(72)의 표면 마무리가공에 의해 미세하게 형성된다.
상기 닥터 블레이드(82)는 프린트 롤(72)로부터의 반경방향 틈새에 약 0.03mm 내지 약 0.08mm (0.001 내지 0.003in)의 간극이 제공되도록 조절되어야 한다. “자연스러운 패턴을 형성하기 위하여, 그와같은 프린트 롤(72)로부터 생성되는 매우 작은 크기의 프롱(22)은 스트린드 및 개구를 갖는 수용표면과 함께 사용하지 않고, 체결 시스템(20)의 분리를 방지하는 국부적인 탄성 변형을 일으킬 수 있는 망상 발포재의 수용표면과 함께 사용하는 것이 유익하다.
제5도를 참조하면, 보다 등방성이 박리 강도를 갖는 체결 시스템(20)이 요망되는 경우, 제1도의 체결 시스템(20)을 제 2 단의 차동 온도 프로세스를 통해 변경함으로써 상기 체결 시스템(20)을 형성할 수 있다. 제5도에 도시된 바와같이, 제1도의 체결 시스템(20)은, 대체로 무작위한 방향의 다양한 횡방향으로 생크(28)로부터 반경방향으로 연장되는 결합수단(30)을 생크(28)에 제공하도록 처리된다. 무작위한 방향이란 용어는 인접 프롱(22)과 방향에 있어서의 차이가 크게 나는 횡방향 최대 투영길이(38) 및 외형도를 가지는 것을 의미한다.
이러한 구조는 제1도의 체결 시스템(20)의 프롱(22)들의 외형표면 또는 전연(42)과 후연(46)사이에 온도차를 설정함으로써 얻어진다. 그러한 온도 차는 복사 또는 바람직하게는 대류에 의해 증대될 수 있다.
후연(46)에 대하여 전연(42) 또는 외형표면의 온도차가 만들어지면, 결합수단(30)은 횡방향 최대 투영길이 (38)의 방향을 사실상 변경시키고 심지어는 역전시키기도 하여 초기의 냉각 또는 동결시 형성되었던 것과 다른 방향으로 배향된 프롱(22)를 제공할 것이다. 차동온도는 열선 또는 금속요소와 같이 당해 기술분야에 숙련된 자에게 알려져 있는 어떤 공급원(84), 바람직하게는 에어건을 프롱(22) 위에 설치하여 체결 시스템(20)에 온도차를 제공함으로써 설정될 수도 있다.
온도차 공급원(84)은 기계방향인 기재(24)의 제1반송 방향의 약 ±90°이내에서 체결 시스템(20)을 향해 공기흐름을 배향시키는 것이 요망된다. 본 명세서에 있어서, “제 1 방향의 ±90°란 용어는 기재(24)의 제 1 반송방향에 대체로 수직하거나 또는 그 반대의 벡터성분을 갖는 방향을 지칭하는데, 제 1 반송방향에 대해 대략 반대의 방향도 포함한다.
온도차 공급원(84)이 기재(24)의 제 1 반송방향에 대해 약 180°각도로 배치되는 경우 이 공급원(84)은 본 명세서에서 기술하고 청구범위에서 청구되는 방법의 기계방향과 반대방향으로 체결 시스템(20)의 프롱(22)의 전연(42)을 향하여 배향된다. 온도차 공급원(84)을 프롱(22)의 전연(42)을 향해 직접 배향시키면 결합수단(30)의 횡방향 최대 투영길이(38)가 회전하여, 그의 방향을 약 180°변경시킬 것이다. 온도차 공급원(84)의 약간 측면, 즉 횡단기계방향의 면에 배치된 프롱(22)은 180°회전한 결합수단(30)을 갖는 것이 아니라, 대신에 약 90°회전한 결합수단(30)을 가질 것이다. 따라서, 횡단기계방향으로 배향된 온도차 공급원(84)은 온도차 공급원(84)에 대한 프롱(22)의 위치에 따라서 횡단기계방향으로 여러 횡방향 배향을 가지는 프롱(22)을 체결 시스템(20)에 제공할 것이다.
기재(24)로부터 약 46mm (18 in)의 거리에서 약 88℃ 의 온도로 공기를 방출하는 에어건이 적절한 온도차 공급원(84)이다. 미국 일리노이주, 시카고 소재의 데이톤 일렉트릭 매뉴팩츄어링 캄파니에 의해 판매되고, 기재(24)의 평면에 대해 약 45°으로 배향되며, 프롱으로부터 약 46cm (18in) 이격된 곳에 설치된 1133-348 시리즈이 에어건이 제5도에 도시된 것과 거의 유사한 체결 시스템(20) 패턴을 만든다. 프롱(22)의 위쪽에 설치되고 기계방향으로 배향된 하나 또는 그 이상의 열선은 횡단기계방향으로 배향된 결합수단(30)을 약간은 줄무늬진 규칙적인 패턴으로 갖는 체결 시스템(20)을 제조할 것이다.
어떤 이론에 의한 것은 아니지만, 후연(46)에 대한 프롱(22)의 외형표면 또는 전연(42)의 냉각으로 인하여 결합수단(30)의 방향 변동이 일어나며, 이 방향 변동은 온도차 공급원으로부터 방출되는 공기의 온도가 프롱의 외형표면 또는 전연(42)의 외주연 온도보다 낮을 때 발생할 수도 있다고 생각된다. 냉각으로 인한 온도차는 온도차 공급원이 배향되는 쪽에 있는 프롱(22)의 부분을 수축시킨다. 이러한 수축은 후연(46)에 대한 전연(42)의 차동 냉각으로 인해서 결합수단(30) 및 횡방향 최대 투영길이(38)의 방향 변동을 야기시킬 수도 있다. 또한, 어떤 이론에 의한 것은 아니지만, 냉각중 발생하는 잔류응력의 제거가 횡방향 최대 투영길이(38)방향의 변동에 영향을 줄 수도 있다고 여겨진다.
당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 다른 변형이 가능하다는 것을 명백히 알 것이다. 예를 들면, 하나 이상의 방향으로 돌출되는 결합수단(30)를 갖는 프롱(22) 또는 자유로이 형성된 프롱(22)이 그라비어 인쇄법 이외의 통상적으로 알려진 방법으로 제조될 수도 있다. 경우에 따라서는 본 발명의 제조방법에 단 하나의 롤만을 사용하고, 기재(24)가 그 롤의 외주연의 적어도 약 180°에서 접촉하도록 할 수도 있다.
[제품의 사용례]
본 발명의 체결 시스템(120)을 제품에 이용하는 예시적이고 비제한적인 사용례를 제6도를 참조하여 설명하고자 한다. 기계적 체결 시스템은 스크립스(scripps)의 명의로 1987년 12월 18일자로 출원된 미합중국 특허 출원 제 07/132,281호에 개시된 바와같은 일회용 흡수제품에 유익하게 사용되어 왔다. 상기 출원은 기저귀(110)의 구조를 도시하고 그와 같은 기저귀(110) 구조체내에 기계적 체결 시스템(120)을 유익하게 사용하는 것을 도시하기 위한 목적으로 본 명세서에 참고문헌으로 인용된다.
예를 들면, 기계적 체결 시스템(120)은 접착테이프형 체결 시스템보다 기름 및 분말로부터 적게 오염되며, 재사용하는 것이 용이하다. 이러한 모든 특징들은 유아에게 사용되는 기저귀(110)에 적용하는 경우 잇점을 제공한다. 또한, 재고정 가능한 체결 시스템은 착용기간중 기저귀(110)가 더렵혀졌는지를 검사할 수 있다는 잇점을 제공한다.
제6도에는, 유아의 하측 몸통 둘레로 착용되도록 의도된 일회용 기저귀(110)가 도시되어 있다. 본 명세서에 있어서, 일회용 흡수제품이란 용어는 보통 유아 또는 실금자가 착용하는 것으로, 이것은 다리 사이로 당겨진 후에 착용자의 허리 둘레에 고정되며, 일회사용 후에 세탁 또는 복원됨이 없이 폐기되도록 의도된 의복을 말한다. 일회용 기저귀란 유아가 착용할 수 있는 크기로 유아에 맞춰 제조된 특정의 일회용 흡수제품이다.
바람직한 기저귀(110)는 액체 투과성 상면시이트(112), 액체 불투과성 배면시이트(116), 및 상면시이트(112)와 배면시이트(116)의 중간에 배치되는 흡수코어(118)를 포함한다. 상기 상면시이트(112) 및 배면시이트(116)은 흡수코어(118)가 제위치가 보유되도록 하기 위하여 주연부가 적어도 부분적으로 접속되어 있다. 기저귀(110) 요소들은 당해 기술분야에 숙련된 자에게는 널리 공지되어 있는 다양한 구성으로 제조될 수 있는데, 바람직한 하나의 구성은 부엘(Buell)에게 1975년 1월 14일자로 허여된 미합중국 특허 제3,860,003호에 일반적으로 개시된 것이다. 상기 특허는 바람직한 기저귀(110)의 특히 바람직한 구성을 개시할 목적으로 본 명세서에 참고문헌으로 인용된다.
기저귀(110)의 상면시이트(112) 및 배면시이트(116)는 대체로 동일공간에 걸쳐 연장되고 상술한 바와 같이 주연부가 적어도 부분적으로 접속된다. 상면시이트(112) 와 배면시이트(116)간의 접속은 미합중국 테네시주 킹스포트 소재의 이스트만 케미칼 프로덕츠 캄파니에 의해 제조되는 이스토본드(Eastobond) A3 와 같은 고온용융 점착성 재료로 이루어질 수도 있다. 흡수코어(118)는 상면시이트(112) 및 배면시이트(116) 보다 대체로 짧은 길이 및 폭 치수를 가진다. 흡수코어(118)는 상면시이트(112) 와 배면시이트(116)의 사이에 고정관계로 개재된다.
기저귀(110)의 주연부는 대향 배치된 제 1 및 제 2 단부(122)(124)를 포함한다. 기저귀(110)는 기저귀(110) 주연부의 제 1 단부(122) 및 제 2 단부(124)로부터 기저귀(110)의 횡방향 중앙선을 향해서 기저귀(110) 길이의 약 1/5 내지 약 1/3의 거리로 각기 연장되는 제 1 허리부(142) 및 제 2 허리부(144)를 가진다. 이 제 1 및 제 2 허리부(142)(144)는, 착용시 착용자의 허리를 둘러싸며, 착용자가 기립위치에 있을 때 대략 기저귀의 최고높이에 있는 기저귀(110) 부분을 포함한다. 기저귀(110)의 가랑이(146)는 제 1 허리부(142)와 제 2 허리부(144)의 사이에 배치되고 착용시 착용자의 다리 사이에 위치하는 기저귀 부분이다.
흡수코어는 인체의 액상 배설분비물을 흡수하여 보유하기 위한 임의의 수단이다. 흡수코어(118)은 일반적으로 압축가능하고 가요성이 있으며 착용자의 피부에 대해 비자극이다. 바람직한 흡수코어(118)은 제 1 및 제2면을 가지며, 경우에 따라서는 티슈층으로 더 에워싸일 수도 있다. 흡수코어(118)의 일면은 상면시이트(112)를 항하여 배향되고, 그와 대향하는 다른 면은 배면시이트(116)을 향하여 배향된다.
흡수코어(118)는 배면시이트(116)상에 중첩되며, 접착제 결합과 같은 당해 기술분야에 널리 공지되어 있는 어떤 수단에 의해서 배면시이트(116)에 접속되는 것이 바람직하다. 특히 바람직한 실시예에 있어서, 접착제 결합은 흡수코어(118)를 배면시이트(116)에 접속시키는 종방향 접착밴드에 의해 이루어 진다. 배면시이트(116)는 액체에 대해 불투과성인 것으로 하여서, 흡수코어(118)에 흡수되어 수용된 액체가 내복, 의복, 침구, 및 기저귀와 접촉하는 어떤 다른 대상물을 적시지 못하게 한다. 본 명세서에 있어서, 배면시이트란 용어는 기저귀의 착용시 흡수코어(118)의 외측에 배치되고 일회용 기저귀(110)내의 흡수 액체를 수용하는 임의의 방벽층을 말한다. 바람직하게, 배면시이트(116)는 두께가 약 0.012 내지 약 0.051mm(0.0005-0.002 in)인 폴리올레핀 필름이다. 폴리올레핀 필름이 특히 바람직한데, 적합한 필름 중 하나는 미합중국 미주리주 세인트루이스 소재의 몬산토 캄파니에서 제조된 필름 번호 8020이다. 경우에 따라서 배면시이트(116)는 기체의 유출을 허용하는 통로를 구비할 수도 있고, 또 의복에 보다 유사한 외관을 제공하기 위해서 엠보싱 처리 또는 무광택 마무리 가공될 수도 있다.
상면시이트(112)는 가요성이 있고 촉감이 좋으며 착용자의 피부에 대해 비자극적이다. 상면시이트(112)는 흡수코어(118) 및 그 내부의 액체가 착용자의 피부와 접촉하지 않도록 한다. 상면시이트(112)는 액체 투과성으로 하여, 액체가 그것을 쉽게 통과하도록 한다. 본 명세서에 있어서 상면시이트란 용어는, 기저귀(110) 착용중 착용자의 피부와 접촉하여, 흡수코어(118)가 착용자의 피부와 접촉하지 못하게 하는 임의의 액체 투과성 면을 말한다. 상면시이트(112)는 직물, 부직포, 스펀본디드 재료 또는 카디드 재료로 제조될 수도 있다. 바람직한 상면시이트(112)는 부직포 기술분야에 숙련된 자들의 방법에 의해 카디드 및 열결합된다. 특히 바람직한 상면시이트(112)는 평방 약 18 내지 약 25g/m2의 중량과, 기계방향으로 약 400g/cm의 최소 건조 인장 강도와, 횡단기계방향으로 적어도 약 55g/cm 의 습윤 인장 강도를 가진다.
기저귀(110)는 그 기저귀(110)의 착용시 제 1 허리부(142)와 제 2 허리부(144)를 중첩 구조로 유지하기 위한 체결 시스템(120) 및 수용표면(153)을 구비하여, 기저귀(110)가 착용자에게 고착되도록 한다. 따라서, 기저귀(110)가 착용자에게 밀착되므로, 체결 시스템(120)이 수용표면(153)에 고착될 때 측면 폐쇄가 형성된다. 체결 시스템(120)은 착용기간중 발생하는 분리력을 견뎌야 한다. 분리력이란 용어는 체결 시스템(120)을 수용표면(153)으로부터 제거하거나 이완시키거나 분리시키려는 경향이 있는, 체결 시스템(120) 및 수용표면(153)에 작용하는 어떤 힘을 말한다. 분리력은 전단력 및 박리력 모두를 포함한다. 전단력이란 용어는 수용표면(153)에 대하여 대체로 접성방향으로 작용하고 체결 시스템(120)의 기재 평면에 대략 평행하다고 간주되는 분배력을 말한다. 박리력이란 용어는 일반적으로 종방향으로 수용표면(153) 및 체결 시스템(120)의 기재 평면에 수직으로 대략 종방향으로 작용하는 분배력을 말한다.
전단력은 체결 시스템(120) 및 수용표면(153)을 각 기재 평면에 대략 평행한 반대 방향으로 인장함으로써 측정된다. 전단력에 대한 수용표면(153) 및 체결 시스템(120)의 저항을 결정하는데 사용되는 방법은 1987년 10월 13일자로 토쌍트(Toussant) 등에서 허여된 미합중국 특허 제4,699,622호에 더욱 상세히 개시되어 있으며, 이 특허는 전단력의 측정을 설명한 목적으로 본 명세서에 참고문헌으로 인용된다.
박리력은 체결 시스템(120)을 수용표면(153)으로부터 약 135°의 사잇각으로 인장함으로써 측정된다. 박리력에 대한 체결 시스템(120) 및 수용표면(153)의 저항을 결정하기 위해 사용되는 방법은 스크립스(Scripps)의 명의로 1987년 11월 18일자로 출원된 미합중국 특허 출원 제07/132,281호에 더욱 상세히 개시되어 있으며, 이 출원은 박리력의 측정을 설명할 목적으로 본 명세서에 참고문헌으로 인용된다.
분리력은 착용자의 운동에 의해 또는 착용자가 기저귀(110)를 풀려고 함으로써 보통 발생된다. 일반적으로, 유아의 경우에는 자신이 착용하고 있는 기저귀를 풀 수 없어야 하고, 또 기저귀(110)는 통상의 착용중 발생하는 보통의 분리력에 의해 풀려지지 않아야 한다. 그러나, 성인의 경우에는 기저귀(110)가 더러워졌을 경우 그것을 교환하기 위해 그 기저귀(110)를 제거할 수 있어야 하고, 또 기저귀가 더러워졌는지를 검사할 수 있어야 한다. 일반적으로, 체결 시스템(120) 및 수용표면(153)은 적어도 200g, 바람직하게는 적어도 약 500g, 보다 바람직하게는 적어도 약 700g 의 박리력에 견뎌야 한다. 더구나, 체결 시스템(120) 및 수용표면(153)은 적어도 500g, 바람직하게는 적어도 약 750g, 보다 바람직하게는 적어도 약 1000g의 전단력에 견뎌야 한다.
수용표면(153)은 수용표면(153)이 제 1 허리부(142) 및 제 2 허리부(144)를 중첩 구조로 유지하기 위해 고정수단과 계합할 수 있는 한 기저귀(110)상의 어떠한 곳이든지 제 1 위치로 배치될 수 있다. 예를 들면, 수용표면(153)은 제 2 허리부(144)의 외측 표면상에 배치될 수도 있고, 제1 허리부(142)의 내측 표면상에 배치될 수도 있으며, 또는 체결 시스템(120)과 계합하도록 배치된 기저귀(110)상의 어떤 다른 위치에 배치될 수도 있다. 수용표면(153)은 일체형일 수도 있고, 기저귀(110)에 접속된 별도의 요소, 또는 상면시이트(112) 또는 배면시이트(116)와 같은 기저귀(110)의 요소와 불연속적이지도 않고 분할되지도 않는 단일 조각의 물질 일 수도 있다.
수용표면(153)이 다양한 크기 및 형상을 취할 수 있지만, 바람직한 것은 수용표면(153)이 착용자의 허리에서 최대한으로 밀착 조절될 수 있도록 제 2 허리부(144)의 외측표면을 가로질러 위치된 하나 또는 그 이상의 일체형 패치(patch)를 포함하는 것이다. 제6도에 도시된 바와같이, 수용표면(153)은 제 2 허리부(144)의 외측표면에 고착된 직사각형상의 길다란 일체형 부재인 것이 바람직하다.
적합한 수용표면(153)은 부직포이고, 스티치본디드되며, 어떤 다른 유형의 섬유 또는 루우프 재료가 당해 기술분야에 잘 알려져 있다. 수용표면은 섬유요소를 제공하는 다양한 재료, 및 바람직하게는 결합수단에 붙잡혀 있을 수 있는 루우프로 제조될 수도 있다. 적합한 재료로는 나일론, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 및 그들의 조합을 들 수 있다. 적합한 수용표면(153)은 직물로부터 돌출되는 다수의 섬유 루우프를 포함하며, 미합중국 미네소타주 세인트폴 소재의 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 캄파니에서 판매하고 있는 스카치메이트(Scotchmate)라는 브랜드의 나일론 직물 루우프 No. FJ3401로서 상업적으로 구입할 수 있다. 또다른 적합한 수용표면(153)은 나일론 백킹으로부터 돌출되는 다수의 나일론 필라멘트 루우프를 갖는 트리코트 편물을 포함하고, 길포드 미합중국 노스 캐롤라이나주 그린스보로 소재의 길포드 밀스로부터 Gilford No. 16110으로 시중에서 구입 가능하다. 특히 바람직한 수용표면(153)은 미합중국 사우스 캐롤라이나주 스파탄버그 소재의 밀켄 캄파니가 970026번으로 판매하는 스티치본디드 루우프 재료이다.
체결 시스템(120)은 기저귀(110)의 확실한 밀착을 제공하기 위하여 상보형 수용표면(153)과 계합하도록 의도된다. 체결 시스템(120)은 일회용 기저귀(110)상에 측면 폐쇄를 이루기 위해 이용되는 널리 알려진 구조중 어느 하나일 수도 있다. 체결 시스템(120)의 기재는 수용표면(153)으로부터 이격된 관계로 기저귀(110)에 결합된다. 제6도에 도시된 바와같이, 체결 시스템(120)은 기저귀(110)의 제 1 및 제 2 종방향 측면의 양자상에 배치되는 것이 바람직하다. 체결 시스템(120)의 바람직한 구성은 착용자의 피부와 체결 시스템(120)의 프롱간의 접촉이 일어나지 않는 것이다. 체결 시스템(120)의 바람직한 구성은 부엘(Buell)에게 1974년 11월 19일자로 허여된 미합중국 특허 제3,848,594호에 상세하게 개시된 Y자형 테이프 구조이다. 또다른 체결 시스템(120)의 바람직한 구성은 1987년 10월 13일자로 토쌍트(Toussant) 등에게 허여된 미합중국 특허 제4,699622호에 상세하게 개시되어 있다. 상기 양자의 특허는 일회용 기저귀(110)상에 체결 시스템(120)이 다양하게 배치되는 것을 설명할 목적으로 본 명세서에 참고문헌으로 인용된다.
제6도의 체결 시스템(120)은 제조자 손잡이(156) 및 그와 대향하여 배치된 사용자 손잡이(158)를 가진다. 제조자 손잡이(156)는 바람직하게는 제 1 허리부(142)와 병렬 위치로 기저귀(110)에 접속된다. 사용자 손잡이(158)는 자유단이며, 기저귀(110)가 사용자에게 착용될 때 수용표면(153)에 고착된다.
기저귀(110)를 착용자의 허리 둘레로 밀착시킨 후에는, 체결 시스템(120)의 사용자 손잡이(158)를 수용표면(153)에 해제가능하게 고착하고, 바람직하게는 제 2 허리부(144) 상에 배치하여, 기저귀(110)가 착용자의 허리를 둘러싸게 한다. 이제 기저귀(110)는 측면 폐쇄를 실행한다. 프롱(도시안됨)은 사용자 손잡이(158)의 체결 시스템(120)으로부터 연장되어 프롱 결합수단이 수용표면(153)의 스트랜드를 붙잡도록 한다.
700g을 초과하는 박리력에 대한 저항 및 1,000g을 초과하는 전단력에 대한 저항을 제공하는 체결 시스템(120) 및 상보형의 수용표면(153)은 상술한 제조공정란에서 기술한 체결 시스템(120)의 특정 파라메타에 다라 다음과 같이 구성될 수도 있다. 체결 시스템(120)과 함께 사용되는 상보형의 수용표면(153)은 상술한 밀리켄 캄파니의 No. 970026 스티치본디드 루우프이다.
체결 시스템(120)은 적어도 약 2.54cm(1 in)의 폭을 가지며, 편리한 사용자 손잡이(158)를 제공하는 임의의 길이를 가질 수도 있다. 바람직한 길이는 적어도 약 3.5cm(1.4 in)이다. 체결 시스템(120)의 프롱의 배열은 평방 센티미터당 약 26개의 프롱(평방인치당 169개의 프롱)을 갖는 매트릭스를 포함한다. 프롱은 바람직하게는 거의 동일한 방향으로 배향되고 고정테이프의 사용자 손잡이(158)를 향하고 있다.
사용시에는, 제 1 허리부(142)를 착용자의 등 둘레에 위치 설정하고, 기저귀(110)의 나머지 부분을 착용자의 다리 사이로 끌어당겨서, 제 2 허리부(144)가 착용자의 앞면을 가로질러 배치되도록 함으로써 기저귀(110)를 착용자에게 착용시킨다. 그 다음에 체결 시스템(120)의 사용자 손잡이(158)를 제 2 허리부(144)의 외측표면상의 수용표면(153)에 고착시켜서 측면폐쇄를 형성한다.

Claims (32)

  1. 상보형 수용표면에 부착하기 위한 체결 시스템에 있어서 : 상기 체결 시스템은 기재와; 생크 및 결합수단을 가지는 프롱을 포함하며; 상기 생크는 베이스에서 상기 기재에 결합되며, 상기 베이스에 인접한 기단을 가지고 상기 기재로부터 외향으로 돌출하며, 전연각도와 후연각도를 더 구비하고, 상기 전연각도는 상기 후연각도와 상이하고, 상기 생크는 상기 기재의 평면에 대하여 수직하지 않게 배향되며; 상기 결합수단은 상기 생크에 결합되고 상기 생크의 주연부를 지나 횡방향으로 돌출하는 체결 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 프롱은 열가소성 재료로 되어 있는 체결 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 프롱은 폴리에스테르 및 폴리아미드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료로 제조되는 체결 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 결합수단은 상기 생크의 주연부를 지나 반경방향 외향으로 돌출하는 체결 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 결합수단은 상기 생크의 일측면을 지나 횡방향으로 돌출하는 후크형 빗살부를 포함하는 체결 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 체결 시스템은 복수개의 프롱을 가지며, 상기 프롱들의 결합수단은 동일한 방향으로 횡방향으로 돌출하는 체결 시스템.
  7. 제5항에 있어서, 상기 체결 시스템은 복수개의 프롱을 가지며, 상기 프롱들의 결합수단은 무작위한 방향으로 횡방향으로 돌출하는 체결 시스템.
  8. 제4항에 있어서, 상기 생크는 상기 베이스로부터 상기 결합수단까지 수렴하는 형태로 테이퍼지는 체결 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 프롱의 베이스 단면적 대 최고높이 단면적의 비가 4:1 내지 9:1의 범위에 있는 체결 시스템.
  10. 제4항에 있어서, 상기 결합수단은 상기 기재로부터 0.3mm 내지 0.5mm의 거리로 종방향으로 이격되어 있는 체결 시스템.
  11. 제4항에 있어서, 상기 생크는 상기 기재의 평면에 대하여 40도 내지 80도의 각도로 배향되어 있는 체결 시스템.
  12. 제4항에 있어서, 상기 결합수단은 반구형상인 체결 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 결합수단은 상기 생크의 말단 직경의 1.5배 이상의 직경을 가지는 체결 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 결합수단은 상기 기재로부터 0.2mm 내지 0.8mm의 거리로 종방향으로 이격되어 있는 체결 시스템.
  15. 제1항에 있어서, 상기 기재는 종이, 고무, 비닐 폴리올레핀 필름, 편직물, 직물 및 부직포로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 체결 시스템.
  16. 제1항에 있어서, 상기 기재는 평방 센티미터당 4 내지 100개의 프롱을 가지는 체결 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 프롱들은 열(row)의 구조로 배열되며, 각각의 열은 인접한 열로부터 등간격으로 이격되어 있는 체결 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 프롱의 열은 인접한 프롱의 열로부터 1/2 피치 편위되어 있는 체결 시스템.
  19. 상보형 수용표면에 부착하기 위한 체결 시스템에 있어서; 기재와; 베이스에서 상기 기재에 결합되고 상기 베이스에 인접하여 그것으로부터 외향으로 돌출하는 생크와, 상기 생크에 결합되고 상기 생크의 주연부로부터 횡방향으로 돌출하는 결합수단을 가지는 자유로이 성형된 프롱을 포함하는 체결 시스템.
  20. 열감응성 재료를 제공하는 단계와; 상기 열감응성 재료를 용융점 이상으로 가열하는 단계와; 기재를 제공하는 단계와; 상기 기재를 제 1 방향으로 반송하는 단계와; 상기 반송되는 기재상에 상기 열감응성 재료를 이산된 양으로 낙하시키는 단계와; 상기 이산된 양의 열감응성 재료를 상기 기재의 평면에 평행한 성분을 가지는 방향으로 연신하는 단계와; 상기 연신된 열감응성 재료를 절단하여 그 위에 말단과 결합수단을 형성하는 단계를 포함하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 기재상에 열감음성 재료를 낙하시키는 단계는 : 상기 기재의 평면에 평행하게 배치되고 상기 제 1 반송방향에 수직인 중심선을 중심으로 회전할 수 있는 제 1 롤을 제공하는 단계와, 상기 제1 롤의 주연부에 셀을 제공하는 단계와; 상기 열감응성 재료를 상기 셀내로 낙하시키는 단계와, 상기 열감응성 재료를 수납하고 있는 상기 셀이 상기 기재와 접촉할 때까지 상기 제 1 롤을 회전시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  22. 제21항에 있어서, 닥터 블레이드를 상기 제 1 롤의 주연부에 병렬관계로 제공하는 단계와; 상기 제 1 롤이 회전할 때 상기 닥터 블레이드로 상기 제 1 롤로부터의 잉여재료를 긁어내는 단계를 더 포함하는 방법.
  23. 제21항에 있어서, 상기 제 1 롤의 중심선에 평행하게 배치된 중심선을 가지는 백킹 롤을 제공하는 단계와; 상기 제 1 롤과 상기 백킹 롤을 그 사이에 닙이 형성되도록 병렬배치하는 단계와; 상기 기재가 상기 닙을 통과하여 상기 제 1 방향으로 반송되도록 상기 제 1 롤과 상기 백킹롤을 상기 닙에서 동일한 표면속도로 회전시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  24. 제21항에 있어서, 상기 기재가 균일한 속도로 반송되는 방법.
  25. 제20항에 있어서, 상기 열감응성 재료를 절단하는 단계는 : 상기 기재를 가로질러 상기 열감응성 재료를 절단하기 위한 고정된 절단수단을 배치하는 단계와; 상기 낙하된 열감응성 재료가 상기 기재에 의해 반송될 때 상기 낙하된 열감응성 재료를 상기 절단수단으로 절단하는 단계를 포함하는 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 절단수단을 가열하는 단계를 더 포함하는 방법.
  27. 제26항에 있어서, 상기 절단수단은 상기 연신된 열감응성 재료의 용융점 이상으로 가열되는 방법.
  28. 제20항에 있어서, 공기 흐름을 상기 낙하된 열감응성 재료를 향하여 상기 제 1 방향의 ±90도 이내에 있는 제 2 방향으로 배향시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  29. 제20항에 있어서, 상기 낙하된 열감응성 재료를 가로질러 온도차를 설정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  30. 기저귀에 있어서, 상기 기저귀는 : 액체불투과성 배면시이트와; 상기 배면시이트의 주연에서 결합되어 있는 액체투과성 상면시이트와; 상기 상면시이트와 상기 배면시이트 사이에 개재되는 흡수코어와; 상기 기저귀를 착용자에게 해제가능하게 고정하기 위한 체결수단을 포함하며; 상기 체결수단은 : 제 1 위치에서 상기 기저귀에 결합되는 수용표면과; 상기 수용표면으로부터 이격된 관계로 상기 기저귀에 결합되는 기재와; 베이스에서 상기 기재에 결합되는 생크와, 상기 수용표면과 상보적인 결합수단을 포함하는 프롱을 포함하고; 상기 생크는 상기 베이스에 인접한 기단을 가지며 상기 기재로부터 외향으로 돌출하고, 상기 생크는 전연각도와 후연각도를 더 가지며, 상기 전연각도는 상기 후연각도와 상이하고, 상기 생크는 상기 기재의 평면에 대하여 수직하지 않게 배향되며; 상기 결합수단은 상기 생크에 결합되고 상기 생크의 주연부로부터 돌출하여, 상기 체결수단이 상기 수용표면에 해제가능하게 고정되도록 한 기저귀.
  31. 제30항에 있어서, 상기 기저귀를 착용자에 해제가능하게 고정하기 위한 체결수단은 200g 이상의 박리강도를 가지는 기저귀.
  32. 제30항에 있어서, 상기 기저귀를 착용자에 해제가능하게 고정하기 위한 체결수단은 500g 이상의 전단강도를 가지는 기저귀.
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